2018届高三理科数学不等式选讲解题方法规律技巧详细总结版
【简介】不等式选讲是新课标的新增内容,也是选考内容.从能力要求上看,主要考查学生了解不等式、应用不等式的能力,分析问题和解决问题的能力.(1)考查含绝对值不等式的解法与含绝对值符号的函数的最值、恒成立问题;(2)考查了不等式的证明,会用综合法,分析法等证明不等式,往往难度不大,加以适当的训练是完全可以掌握的. 【3年高考试题比较】
不等式选讲内容,在高考题中以选作的形式出现,难度一般不大,比较这三年的高考题,出现频率较高的有:解绝对值不等式,作含绝对值的函数图像,含参的绝对值恒成立有解问题,不等式证明,一般以分析法证明为主.
【必备基础知识融合】 1.绝对值不等式的解法
(1)含绝对值的不等式|x|a的解集
(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法 ①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想; ②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想. 2.含有绝对值的不等式的性质
(1)如果a,b是实数,则|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.
(2)如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立. 3.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,ab,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,只要证明>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“执果索因”的证明方法. (3)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. (4)反证法的证明步骤
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,推出矛盾的结论,否定假设,从而证明原不等式成立.
4.几个常用基本不等式 (1)柯西不等式:
①柯西不等式的代数形式:设a,b,c,d都是实数,则(a+b)(c+d)≥(ac+bd)(当且仅当ad=bc时,等号成立).
②柯西不等式的向量形式:设α,β是两个向量,则|α||β|≥|α·β|,当且仅当β是零向量,或存在实数k,使α=kβ时,等号成立.
③柯西不等式的三角不等式:设x1,y1,x2,y2,x3,y3∈R, 则(x1-x2)+(y1-y2)+(x2-x3)+(y2-y3) ≥(x1-x3)+(y1-y3).
④柯西不等式的一般形式:设a1,a2,a3,?,an,b1,b2,b3,?,bn是实数,则(a1+a2+?+an)(b1+b2+?+bn)≥(a1b1+a2b2+?+anbn),当且仅当bi=0(i=1,2,?,n)或存在一个数k,使得ai=kbi(i=1,2,?,n)时,等号成立. (2)算术—几何平均不等式
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abab若a1,a2,?,an为正数,则【解题方法规律技巧】
a1+a2+?+ann≥a1a2?an,当且仅当a1=a2=?=an时,等号成立.
n典例1:(1)对任意x,y∈R,求|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值. (2)对于实数x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,求|x-2y+1|的最大值.
【规律方法】
求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种:(1)利用绝对值的几何意义;(2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥|a|-|b|;(3)利用零点分区间法. 典例2:设a,b,c>0,且ab+bc+ca=1. 求证:(1)a+b+c≥3. (2)
a+bcb+acc≥ 3(a+b+c). ab
【规律方法】
当所证明的不等式不能使用比较法,且和重要不等式、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. 典例3:已知a>0,b>0,a+b=1,求证:
111
(1)++≥8;
abab?1??1?(2)?1+??1+?≥9. ?
a??
b?
证明 (1)∵a+b=1,a>0,b>0, 11111a+b?11?∴++=++=2?+?
abababab?ab?
=2?
?a+b+a+b?=2?b+a?+4≥4 ??b??a??ab?
ba×+4=8. ab1111
∴++≥8(当且仅当a=b=时等号成立). abab2
?1??1?111
(2)∵?1+??1+?=+++1,
?
a??
b?abab111?1??1?由(1)知++≥8.∴?1+??1+?≥9.
abab?a??b?
【规律方法】
(1)综合法证明不等式,要着力分析已知与求证之间,不等式的左右两端之间的差异与联系.合理进行转换,恰当选择已知不等式,这是证明的关键.
(2)在用综合法证明不等式时,不等式的性质和基本不等式是最常用的.在运用这些性质时,要注意性质成立的前提条件.
典例4:已知x,y,z均为实数.
(1)若x+y+z=1,求证:3x+1+3y+2+3z+3≤33; (2)若x+2y+3z=6,求x+y+z的最小值.
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【规律方法】
(1)使用柯西不等式证明的关键是恰当变形,化为符合它的结构形式,当一个式子与柯西不等式的左边或右边具有一致形式时,就可使用柯西不等式进行证明.(2)利用柯西不等式求最值的一般结构为:(a1+a2+?11?2?122
+an)?2+2+?+2?≥(1+1+?+1)=n.在使用柯西不等式时,要注意右边常数且应注意等号成立的条
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?a1a2an?
件.
典例5:已知不等式(1)当
时,求不等式的解集;
.
(2)若不等式的解集为,求的范围. 【答案】(Ⅰ)【解析】试题分析:
;(Ⅱ)是
试题解析:(1)由已知,可得当若若
,则时,若
,则
,则
,解得,解得
,解得
综上得,所求不等式的解集为; (2)不妨设函数
,则其过定点
,如图所示,
由(1)可得点,由此可得
.
,即.
所以,所求实数的范围为
【规律方法】