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文档简介
考纲
1.理解绝对值三角不等式的代数证明和几何意义,能利用绝对值三角不等式证明一些简单的绝对值不等式;2.掌握|ax+b|≤c,|ax+b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c
型不等式的解法.3.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法,并能用它们证明一些简单不等式.知识梳理绝对值三角不等式定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤
|a|+|b|
,
当且仅当 ab≥0
时,等号成立;性质:|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|;定理2:如果a,b,c是实数,则|a-c|≤
|a-b|+|b-c|
,当且仅当(a-b)(b-c)≥0
时,等号成立.2.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解法不等式a>0a=0a<0|x|<a{x|-a<x<a}|x|>a{x|x>a,或x<-a}{x|x∈R,且x≠0}R(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法①|ax+b|≤c⇔
;②|ax+b|≥c⇔
ax+b≥c或ax+b≤-c.(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法法一:利用绝对值不等式的几何意义求
现了数形结合的思想;的思想;现了函数法二:利用“零点分段法”求
现了分类法三:通过构造函数,利用函数的图象求与方程的思想.-c≤ax+b≤c3.基本不等式定理1:设a,b∈R,则a2+b2≥2ab.当且仅当a=b时,等号成立.定理2:如果a、b
为正数,则a+b2≥ab,当且仅当a=b
时,等号成立.3定理
3:如果
a、b、c
为正数,则a+b+c≥3
abc当且仅当
a=b=c
时,等号成立.定理
4:(一般形式的算术—几何平均不等式)如果
a1a2、…、an为n个正数,则a
+a
+…+a1
2
nnn1
2≥
a
a
…an当且仅当
a1=a2=…=an
时,等号成立.4.不等式的证明方法证明不等式常用的方法有比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法等.(1)比较法①求差比较法知道a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只要证明
a-b>0
即可,这种方法称为求差比较法.②求商比较法由a>b>0⇔>1且a>0,b>0,因此当a>0,b>0时要证明a>b,a只要证明b>1
即可,这种方法称为求商比较法.(2)分析法从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的
充分条件
,直到将待证不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等).这种证法称为分析法,即“执果 ”的证明方法.综合法从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,推导出所要证明的不等式成立,即“由因寻果”的方法,这种证明不等式的方法称为综合法.反证法的证骤第一步:作出与所证不等式
相反
的假设;第二步:从条件和假设出发,应用正确的推理方法,推出的结论,否定假设,从而证明原不等式成立.自测1.若函数f(x)=|x+1|+|2x+a|的最小值为3,则实数a的值为(
)A.5或8B.-1或5D.-4或8C.-1或-4解析
分类:当a≤2
时,f(x)=-3x-1-a,x<-1,a2-x+1-a,-1≤x≤-
,a3x+1+a,x>-2,显然2显然,x=-a
f(x)时,min2a=
+1-a=3,∴a=-4,当a>2
时,f(x)=a-3x-1-a,x<-2,ax-1+a,-2≤x≤-1,3x+1+a,x>-1,2显然
x=-a
f(x)时,min2a=-
-1+a=3,∴a=8.答案
D2.(2015·山东卷)不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是(
)A.(-∞,4)C.(1,4)B.(-∞,1)D.(1,5)解析
①当x≤1时,原不等式可化为1-x-(5-x)<2,∴-4<2,不等式恒成立,∴x≤1.②当1<x<5时,原不等式可化为x-1-(5-x)<2,∴x<4,∴1<x<4,③当x≥5时,原不等式可化为x-1-(x-5)<2,该不等式不成立.综上,原不等式的解集为(-∞,4),故选A.答案
A3.已知关于x的不等式|x-1|+|x|≤k无解,则实数k的取值范围是
.解析
∵|x-1|+|x|≥|x-1-x|=1,∴当k<1时,不等式|x-1|+|x|≤k无解,故k<1.答案
(-∞,1)4.(2015·重庆卷)若函数f(x)=|x+1|+2|x-a|的最小值为5,则实数a=
4或-6
.解析
由于
f(x)=|x+1|+2|x-a|,-3x+2a-1
(x<-1),当a>-1
时,f(x)=-x+2a+1(-1≤x≤a),3x-2a+1(x>a).作出
f(x)的大致图象
,由函数
f(x)的图象可知
f(a)=5,即
a+1=5,∴a=4.同理,当a≤-1
时,-a-1=5,∴a=-6.5.若a,b
均为正实数,且a≠b,M=
a
+b
,N=b
aa+
b,则
M、N
的大小关系为
.解析
∵a≠b,∴
a
+
b>2
a,
b
+b
aa>2
b,b∴
a
+b+
b
+
a>2
a+2
b,∴
a
+
b
>a
b
aa+
b.即M>N.答案
M>N考点一 含绝对值不等式的解法【例1】解不等式|x-1|+|x+2|≥5.解
法一
如图,设数轴上与-2,1对应的点分别是A,B,则不等式的解就是数轴上到A、B两点的距离之和不小于5的点所对应的实数.显然,区间[-2,1]不是不等式的解集.把A向左移动一个单位到点A1,此时A1A+A1B=1+4=5.把点B向右移动一个单位到点B1,此时B1A+B1B=5,故原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).法二
原不等式|x-1|+|x+2|≥5⇔或x≤-2,
-2<x<1,-(x-1)-(x+2)≥5
-(x-1)+x+2≥5或x≥1,x-1+x+2≥5,解得x≥2或x≤-3,∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).法三
将原不等式转化为|x-1|+|x+2|-5≥0.-2x-6,x≤-2,令f(x)=|x-1|+|x+2|-5,则
f(x)=-2,-2<x<1,作出2x-4,x≥1.函数的图象,
,+∞)时,y≥0,∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).规律方法形如|x-a|+|x-b|≥c(或≤c)型的不等式主要有三种解法:(1)分段法,利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(-∞,a],(a,b],(b,+∞)(此处设a<b)三个部分,在每个部分上去掉绝对值号分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集;(2)几何法,利用|x-a|+|x-b|>c(c>0)的几何意义:数轴上到点x1=a和x2=b的距离之和大于
c的全体;(3)图象法:作出函数y1=|x-a|+|x-b|和y2=c的图象,结合图象求解.x【训练
1】解不等式|x+3|-|2x-1|<2+1.x解
①当
x<-3
时,原不等式化为-(x+3)-(1-2x)<2+1,解得
x<10,∴x<-3.1
x②当-3≤x<2时,原不等式化为(x+3)-(1-2x)<2+1,解得
x
2
∴-3≤x
2.<-5,
<-51
x③当
x≥2时,原不等式化为(x+3)-(2x-1)<2+1,解得
x>2
2∴x>2.综上可知,原不等式的解集为xx<-5,或x>2.考点二
含参数的绝对值不等式问题【例
2】已知函数
f(x)=|2x-1|+|2x+a|,g(x)=x+3.(1)当a=-2
时,求不等式
f(x)<g(x)的解集;
a1(2)设a>-1,且当
x∈-2,2时,f(x)≤g(x),求a
的取值范围.解
(1)当
a=-2
时,不等式
f(x)<g(x)化为|2x-1|+|2x-2|-x-3<0.设函数
y=|2x-1|+|2x-2|-x-3,1-5x,x<2,1则y=-x-2,2≤x≤1,其图象3x-6,x>1,且仅当
x∈(0,2)时,y<0.所以原不等式的解集是{x|0<x<2}.a
1(2)∵a
>-1
,则-2
<2
,∴f(x)=
|2x
-1|
+|2x
+a|
=-4x+1-a
x<-
a2a+1a-2≤x<2.
14x+a-1
x≥2.a1
1当x∈-2,2时,f(x)=a+1,即
a1a+1≤x+3
在x∈-2,2上恒成立.a
44∴a+1≤-2+3,即
a≤3,∴a
的取值范围为-1,3.规律方法不等式有解是含参数的不等式存在性问题时,只要求存在满足条件的x即可;不等式的解集为R是指不等式的恒成立,而不等式的解集∅的对立面(如f(x)>m的解集是空集,则f(x)≤m恒成立)也是不等式的恒成立问题,此两类问题都可转化为最值问题,即f(x)<a恒成立⇔a>f(x)max,f(x)>a恒成立⇔a<f(x)min.【训练2】已知不等式|x+1|-|x-3|>a.分别求出下列情形中a的取值范围.不等式有解;不等式的解集为R;(3)不等式的解集为∅.解 法一
因为|x+1|-|x-3|表示数轴上的点
P(x)与两定点A(-1),B(3)距离的差,即|x+1|-|x-3|=|PA|-|PB|.由绝对值的几何意义知,|PA|-|PB|的最大值为|AB|=4,最小值为-|AB|=-4,即-4≤|x+1|-|x-3|≤4.(1)若不等式有解,a
只要比|x+1|-|x-3|的最大值小即可故a<4.若不等式的解集为R,即不等式恒成立,
只要a比|x+1|-|x-3|的最小值还小,即a<-4.若不等式的解集为∅,a只要不小于|x+1|-|x-3|的最大值即可,即a≥4.法二
由|x+1|-|x-3|≤|x+1-(x-3)|=4.|x-3|-|x+1|≤|(x-3)-(x+1)|=4.可得-4≤|x+1|-|x-3|≤4.若不等式有解,则a<4;若不等式的解集为R,则a<-4;(3)若不等式解集为∅,则a≥4.考点三
不等式的证明方法【例
3】设a,b,c>0,且
ab+bc+ca=1.求证:(1)a+b+c≥3.(2)
a
+
b
+ c
≥bc
ac
ab3(
a+
b+
c).证明
(1)要证
a+b+c≥
3,由于a,b,c>0,因此只需证明(a+b+c)2≥3.即证:a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3,而ab+bc+ca=1,故需证明:a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3(ab+bc+ca).即证:a2+b2+c2≥ab+bc+ca.而这可以由ab+bc+ca≤2
2+
+a2+b2
b2+c2
c2+a22=a2+b2+c2(当且仅当a=b=c
时等号成立)证得.∴原不等式成立.(2)
a
+
b
+ c
=bc
ac
ababc
.a+b+c由于(1)中已证a+b+c≥3.因此要证原不等式成立,只需证明1abc≥
a+
b+
c.即证
a
bc+b
ac+c
ab≤1,即证
a
bc+b
ac+c
ab≤ab+bc+ca.ab·ac≤,b
ac≤ab+ac
ab+bc2
2,c
ab≤bc+ac2.而
a
bc=∴a
bc+b
ac+c
ab≤ab+bc+ca
3a=b=c=
3时等号成立.∴原不等式成立.规律方法(1)分析法是证明不等式的重要方法,当所证不等式不能使用比较法且与重要不等式、基本不等式没有直接联系,较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.(2)利用综合法证明不等式,关键是利用好已知条件和已经证明过的重要不等式.Ⅱ卷)设a、b、c、d均为正数,且a+b=a+
b>
c+
d;d是|a-b|<|c-d|的充要条件.【训练3】(2015·c+d,证明:若ab>cd,则a+
b>
c+证明
(+
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