2例14、(2008四川文)不等式x?x?2的解集为( )
(A)??1,2? (B)??1,1? (C)??2,1? (D)??2,2?
?x2?x?2?0解:∵x?x?2 ∴?2?x?x?2 即?2,
?x?x?2?0∴x???1,2? 故选A;
22?x?R, ??1?x?2?点评:此题重点考察绝对值不等式的解法;准确进行不等式的转化去掉绝对值符号为解
题的关键,可用公式法,平方法,特值验证淘汰法;
考点六:不等式的综合应用
【内容解读】用不等式的性质、基本不等式、一元二次不等式等内容解决一些实际问题,如求最值,证明不等式等。
【命题规律】不等式的综合应用多以应用题为主,属解答题,有一定的难度。
例15、(2008江苏模拟)如图,某单位用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边长分别为x,y(单位:米)的矩形,上部是斜边长为x的等腰直角三角形,要求框架围成的总面积为8平方米.
(Ⅰ)求x,y的关系式,并求x的取值范围; (Ⅱ)问x,y分别为多少时用料最省?
解:(Ⅰ)由题意得:x?y?
1xx??8(x?0,y?0), 22x
4分
8x?y??,
x4
(Ⅱ)设框架用料长度为l,
则l?2x?2y?2x ?(316?2x)? ?46?42?8?42. 2x(?2)x?当且仅当
3216,x?8?42,y?22,满足0?x?42. x答:当 x?8?42米,y?22米时,用料最少.
点评:本题考查利用基本不等式解决实际问题,是面积固定,求周长最省料的模型,解题时,列出一个面积的等式,代入周长所表示的代数式中,消去一个未知数,这是常用的解题方法。
例16、(2008江苏模拟)某化工企业2007年底投入100万元,购入一套污水处理设备.该设备每年的运转费用是0.5万元,此外每年都要花费一定的维护费,第一年的维护费为2万元,由于设备老化,以后每年的维护费都比上一年增加2万元.
(1)求该企业使用该设备x年的年平均污水处理费用y(万元);
(2)问为使该企业的年平均污水处理费用最低,该企业几年后需要重新更换新的污水
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处理设备? 解:(1)y?100?0.5x?(2?4?6???2x)
x100?1.5(x?0)即y?x?; x (2)由均值不等式得:
y?x? 当且仅当x?100100?1.5?2x??1.5?21.5(万元) xx100,即x?10时取到等号. x答:该企业10年后需要重新更换新设备.
点评:本题又是基本不等式的一个应用,第一问求出函数关系式是关键,第二问难度不大。
考点七:不等式的证明
【内容解读】证明不等式的方法灵活多样,但比较法、综合法、分析法仍是证明不等式的最基本方法.要依据题设、题断的结构特点、内在联系,选择适当的证明方法,要熟悉各种证法中的推理思维,并掌握相应的步骤,技巧和语言特点.比较法的一般步骤是:作差(商)→变形→判断符号(值).
【命题规律】不等式的证明多以解答题的形式出现,属中等偏难的试题。 例17、已知a, b都是正数,并且a ? b,求证:a5 + b5 > a2b3 + a3b2 证明:(a5 + b5 ) ? (a2b3 + a3b2) = ( a5 ? a3b2) + (b5 ? a2b3 )
= a3 (a2 ? b2 ) ? b3 (a2 ? b2) = (a2 ? b2 ) (a3 ? b3) = (a + b)(a ? b)2(a2 + ab + b2)
∵a, b都是正数,∴a + b, a2 + ab + b2 > 0
又∵a ? b,∴(a ? b)2 > 0 ∴(a + b)(a ? b)2(a2 + ab + b2) > 0 即:a5 + b5 > a2b3 + a3b2
点评:作差相减法是证明不等式的常用方法之一,通过作差比较差的结果的符号是大于0还是小于0,另外,作商也是经常使用的方法。
例18、已知a?-,b?-且a?b?1,求证2a?1?2b?1?22 证明:只需证:(2a?1)?(2b?1)?22a?12b?1?8
1212?a?b?1?即证:2a?12b?1?2
?2a?12b?1?
(2a?1)?(2b?1)?2成立
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?原不等式成立.
点评:用分析法证明不等式也是常用的证明方法,通过分析法,能够找到证明的思路。 例19、(2007湖北理科)已知m,n为正整数. (Ⅰ)用数学归纳法证明:当x>-1时,(1+x)m≥1+mx;
1?1m????1?(Ⅱ)对于n≥6,已知?1???,求证?1?????,m=1,1,2…,n;
2?n?3??n?3??2?(Ⅲ)求出满足等式3n+4m+…+(n+2)m=(n+3)n的所有正整数n.
解:(Ⅰ)证:当x=0或m=1时,原不等式中等号显然成立,下用数学归纳法证明:
1 当x>-1,且x≠0时,m≥2,(1+x)m>1+mx. ○
(i)当m=2时,左边=1+2x+x2,右边=1+2x,因为x≠0,所以x2>0,即左边>右边,不等式①成立; (ii)假设当m=k(k≥2)时,不等式①成立,即(1+x)k>1+kx,则当m=k+1时,因为x>-1,所以1+x>0.又因为x≠0,k≥2,所以kx2>0.
于是在不等式(1+x)k>1+kx两边同乘以1+x得 (1+x)k·(1+x)>(1+kx)(1+x)=1+(k+1)x+kx2>1+(k+1)x,
所以(1+x)k+1>1+(k+1)x,即当m=k+1时,不等式①也成立. 综上所述,所证不等式成立.
nnm1m1?1m?1(Ⅱ)证:当n?6,m?n时,?(1?)?,??(1?)??()m,
n?32?n?3?2而由(Ⅰ),(1?n1mm)?1? n?3n?3nmn?1m?1?(1?)??(1?)??()m.
n?3n?3?2?(Ⅲ)解:假设存在正整数n0?6使等式3n0?4n0???(n0?2)n0?(n0?3)n0成立,
4n0n?2n030即有()+()???(0)=1. ②
n0?3n0?3n0?3又由(Ⅱ)可得
nn4n0n?2n0nn?130()+()???(0)?(1?0)n0?(1?0)n0??
n0?3n0?3n0?3n0?3n0?3+(1?1n01111)?()n0?()n0?1????1?n0?1,与②式矛盾, n0?32222故当n≥6时,不存在满足该等式的正整数n. 故只需要讨论n=1,2,3,4,5的情形; 当n=1时,3≠4,等式不成立; 当n=2时,32+42=52,等式成立; 当n=3时,33+43+53=63,等式成立;
当n=4时,34+44+54+64为偶数,而74为奇数,故34+44+54+64≠74,等式不成立;
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当n=5时,同n=4的情形可分析出,等式不成立. 综上,所求的n只有n=2,3.
点评:本题考查数学归纳法、不等式的基本、反证法等内容,难度较大。 四、方法总结与2010年高考预测 (一)方法总结
1.熟练掌握不等式的基本性质,常见不等式(如一元二次不等式,绝对值不等式等 )的解法,不等式在实际问题中的应,不等式的常用证明方法
2.数学中有许多相似性,如数式相似,图形相似,命题结论的相似等,利用这些相似性,通过构造辅助模型,促进转化,以期不等式得到证明。可以构造函数、方程、数列、向量、复数和图形等数学模型,针对欲证不等式的构特点,选择恰当的模型,将不等式问题转化为上述数学模型问题,顺利解决不等式的有关问题。
(二)2010年高考预测
在近年的高考中,不等式的考查有选择题、填空题、解答题都有,不仅考查不等式的基础知识,基本技能,基本方法,而且还考查了分析问题、解决问题的能力。解答题以函数、不等式、数列导数相交汇处命题,函数与不等式相结合的题多以导数的处理方式解答,函数不等式相结合的题目,多是先以直觉思维方式定方向,以递推、数学归纳法等方法解决,具有一定的灵活性。
由上述分析,预计不等式的性质,不等式的解法及重要不等知识将以选择题或填空的形式出现;解答题可能出现解不等与证不等式。如果是解不等式含参数的不等式可能性比较大,如果是证明题将是不等式与数列、函数、导数、向量等相结合的综合问题,用导数解答这类问题仍然值得重视。 五、复习建议
1、不等式的证明题题型多变,证明思路多样,技巧性较强,加之又没有一劳永逸、放之四海而皆准的程序可循,所以不等式的证明是本章的难点. 攻克难点的关键是熟练掌握不等式的性质和基本不等式,并深刻理解和领会不等式证明中的数学转化思想.
在复习中应掌握证明不等式的常用思想方法:比较思想;综合思想;分析思想;放缩思想;反证思想;函数思想;换元思想;导数思想.
2、在复习解不等式过程中,注意培养、强化与提高函数与方程、等价转化、分类讨论、数形结合的数学思想和方法,逐步提升数学素养,提高分析解决综合问题的能力. 能根椐各类不等式的特点,变形的特殊性,归纳出各类不等式的解法和思路以及具体解法。.u.c.o.m
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