资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第03讲基本不等式考情分析1.掌握均值不等式≤(a,b≥0)和基本不等式的性质;2.结合具体实例,能用均值不等式解决简单的最大值或最小值问题.3.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系;4.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的现实意义.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集;5.借助一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.知识梳理1.不等式的性质(1)对称性:a>b?b<a;(2)传递性:a>b,b>c?a>c;(3)可加性:a>b?a+c>b+c;a>b,c>d?a+c>b+d;(4)可乘性:a>b,c>0?ac>bc;a>b,c<0?ac<bc;a>b>0,c>d>0?ac>bd;(5)可乘方:a>b>0?an>bn(n∈N,n≥1);(6)可开方:a>b>0?>(n∈N,n≥2).2.均值不等式:≤(1)均值不等式成立的条件:a≥0,b≥0.(2)等号成立的条件:当且仅当a=b时取等号.(3)其中称为正数a,b的算术平均数,称为正数a,b的几何平均数.3.两个重要的不等式(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号.(2)ab≤(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号.4.利用均值不等式求最值已知x≥0,y≥0,则(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2(简记:积定和最小).(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是(简记:和定积最大).5.一元二次不等式只含有一个未知数,并且未知数的最高次数为2的整式不等式叫作一元二次不等式.6.三个“二次”间的关系判别式Δ=b2-4acΔ>0Δ=0Δ<0二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的根有两相异实根x1,x2(x1<x2)有两相等实根x1=x2=-没有实数根ax2+bx+c>0(a>0)的解集Rax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}??7.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集不等式解集aa=ba>b(x-a)·(x-b)>0{x|xb}{x|x≠a}{x|xa}(x-a)·(x-b)<0{x|a?{x|b8.分式不等式与整式不等式(1)>0(<0)?f(x)·g(x)>0(<0).(2)≥0(≤0)?f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.[方法技巧]1.有关分数的性质(1)若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0).(2)若ab>0,且a>b?<.2.+≥2(a,b同号),当且仅当a=b时取等号.3.≤≤≤(a>0,b>0).4.连续使用均值不等式求最值要求每次等号成立的条件一致.1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|0)的解集为(-a,a).记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.5.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.6.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立?或(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立?或经典例题考点一 不等式的性质【典例1-1】(2021·广东高三其他模拟)已知a>c,b>d,则下列结论正确的是()A.ab>cdB.a-b>c-dC.ab+cd>ad+bcD.【答案】C【详解】若,此时,,.A、B、D错误.因为,所以,又因为,所以,C正确.故选C.【典例1-2】(2021·广东佛山市·高三其他模拟)若,则的大小关系是()A.B.C.D.【答案】D【详解】因为,所以取,则,,显然,故可排除选项A和B;又,故可排除选项C.【跟踪训练1】(多选)(2021·全国高三其他模拟)已知a,b,c为正数,且满足abc=1,则下列结论正确的是()A.B.C.若0D.【跟踪训练2】(多选)(2021·广东高三其他模拟)已知,则下列结论正确的是()A.B.C.D.规律方法 解决此类题目常用的三种方法:(1)直接利用不等式的性质逐个验证;(2)利用特殊值法排除错误答案,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件;(3)利用函数的单调性,当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等函数的单调性进行判断.考点二 利用均值不等式【例2-1】(2021·重庆高三其他模拟)已知,,,则的最小值为()A.9B.5C.D.【答案】C【详解】由题意知,在平面和平面上的投影分别为和,取中点,连,,∵,,∴,,故平面,所以点的轨迹即为平面与正方体表面的交线,取中点,连接,,则,∴,,,四点共面,∴点的轨迹即为等腰梯形,由正方体棱长为2得,,故轨迹长度为.【典例2-2】(2021·全国高三三模)已知,,且,则的最小值为()A.B.C.D.【答案】B【详解】因为,,且,所以,所以,所以,即当且仅当即,时等号成立,故的最小值.【跟踪训练1】(2021·合肥市第六中学高三其他模拟(文))直四棱柱的底面是菱形,其侧面积是,若该直四棱柱有外接球,则该外接球的表面积的最小值为()A.B.C.D.【跟踪训练2】(多选)(2021·河北高三其他模拟)已知,则()A.B.C.D.【跟踪训练3】(多选)(2021·全国高三二模)已知正数,满足,则()A.B.C.D.规律方法 在利用均值不等式求最值时,要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,主要有两种思路:(1)对条件使用均值不等式,建立所求目标函数的不等式求解.常用的方法有:折项法、变系数法、凑因子法、换元法、整体代换法等.(2)条件变形,进行“1”的代换求目标函数最值.用函数y=x+(m>0)的单调性.考点三 一元二次不等式的解法 【例3-1】(2021·全国高三其他模拟)已知p:;q:,则p是q的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】A【详解】因为,又因为?x∈R,ax2﹣ax﹣1<0,当时,满足题意;当时,即,综上;所以,但,故p是q的充分不必要条件.故选:A.【典例3-2】(2021·全国高三其他模拟)已知,,则()A.B.C.D.【答案】A【详解】由,得或,故,由,得.故,所以,故选:A【跟踪训练1】(2021·陕西高三其他模拟(理))已知集合,则()A.B.C.D.【跟踪训练2】(多选)(2021·河北衡水中学高三三模)已知集合,,则下列命题中正确的是()A.若,则B.若,则C.若,则或D.若,则【跟踪训练3】(2021·宁波市北仑中学高三其他模拟)已知正实数满足,则的最小值是________.【跟踪训练4】(2021·全国高三二模)命题“,”为假命题,则实数的取值范围是___________.[方法技巧]1.运用不等式的性质解决问题时,注意不等式性质成立的条件以及等价转化的思想,比如减法可以转化为加法,除法可以转化为乘法等.但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.2.“三个二次”的关系是解一元二次不等式的理论基础;一般可把a<0的情况转化为a>0时的情形.3.在解决不等式ax2+bx+c>0(或≥0)对于一切x∈R恒成立问题时,当二次项系数含有字母时,需要对二次项系数a进行讨论,并研究当a=0时是否满足题意.4.含参数的一元二次不等式在某区间内恒成立问题,常有两种处理方法:一是利用二次函数在区间上的最值来处理;二是先分离出参数,再去求函数的最值来处理,一般后者比较简单.5.当Δ<0时,ax2+bx+c>0(a≠0)的解集为R还是?,要注意区别.6.含参数的不等式要注意选好分类标准,避免盲目讨论.课时作业1.已知,则的最小值是()A.1B.4C.7D.2.已知是边长为2的等边三角形,其中为边的中点,的平分线交线段于点,交于点,且其中,则的最小值为()A.B.C.D.3.函数的图像恒过定点A,若点A在双曲线上,则m-n的最大值为()A.6B.-2C.1D.44.已知函数,其中,则下列不等式不成立的是()A.B.C.D.5.已知,,且,则下列说法是正确的是()A.B.C.D.6.已知a>b,c>d,则下列关系式正确的是()A.ac+bd>ad+bcB.ac+bdC.ac>bdD.ac7.若,,则下列不等式中一定成立的是()A.B.C.D.8.如果那么下列说法正确的是()A.B.C.D.9.设则()A.对B.错10.若定义在上的函数满足,其导函数满足,则与大小关系一定是()A.B.C.D.11.已知集合,集合满足,且,则的解集为()A.或B.C.或D.12.已知,,,则,,的大小关系为()A.B.C.D.13.已知是抛物线:的焦点,直线与抛物线相交于,两点,满足,记线段的中点到抛物线的准线的距离为,则的最大值为()A.B.C.D.14.已知是互不相同的锐角,则在三个值中,大于的个数的最大值是()A.0B.1C.2D.315.下列函数中最小值为4的是()A.B.C.D.21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台第03讲基本不等式考情分析1.掌握均值不等式≤(a,b≥0)和基本不等式的性质;2.结合具体实例,能用均值不等式解决简单的最大值或最小值问题.3.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系;4.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的现实意义.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集;5.借助一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.知识梳理1.不等式的性质(1)对称性:a>b?b<a;(2)传递性:a>b,b>c?a>c;(3)可加性:a>b?a+c>b+c;a>b,c>d?a+c>b+d;(4)可乘性:a>b,c>0?ac>bc;a>b,c<0?ac<bc;a>b>0,c>d>0?ac>bd;(5)可乘方:a>b>0?an>bn(n∈N,n≥1);(6)可开方:a>b>0?>(n∈N,n≥2).2.均值不等式:≤(1)均值不等式成立的条件:a≥0,b≥0.(2)等号成立的条件:当且仅当a=b时取等号.(3)其中称为正数a,b的算术平均数,称为正数a,b的几何平均数.3.两个重要的不等式(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号.(2)ab≤(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号.4.利用均值不等式求最值已知x≥0,y≥0,则(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2(简记:积定和最小).(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是(简记:和定积最大).5.一元二次不等式只含有一个未知数,并且未知数的最高次数为2的整式不等式叫作一元二次不等式.6.三个“二次”间的关系判别式Δ=b2-4acΔ>0Δ=0Δ<0二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的根有两相异实根x1,x2(x1<x2)有两相等实根x1=x2=-没有实数根ax2+bx+c>0(a>0)的解集Rax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}??7.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集不等式解集aa=ba>b(x-a)·(x-b)>0{x|xb}{x|x≠a}{x|xa}(x-a)·(x-b)<0{x|a?{x|b8.分式不等式与整式不等式(1)>0(<0)?f(x)·g(x)>0(<0).(2)≥0(≤0)?f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.[方法技巧]1.有关分数的性质(1)若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0).(2)若ab>0,且a>b?<.2.+≥2(a,b同号),当且仅当a=b时取等号.3.≤≤≤(a>0,b>0).4.连续使用均值不等式求最值要求每次等号成立的条件一致.1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|0)的解集为(-a,a).记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.5.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.6.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立?或(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立?或经典例题考点一 不等式的性质【典例1-1】(2021·广东高三其他模拟)已知a>c,b>d,则下列结论正确的是()A.ab>cdB.a-b>c-dC.ab+cd>ad+bcD.【答案】C【详解】若,此时,,.A、B、D错误.因为,所以,又因为,所以,C正确.故选C.【典例1-2】(2021·广东佛山市·高三其他模拟)若,则的大小关系是()A.B.C.D.【答案】D【详解】因为,所以取,则,,显然,故可排除选项A和B;又,故可排除选项C.【跟踪训练1】(多选)(2021·全国高三其他模拟)已知a,b,c为正数,且满足abc=1,则下列结论正确的是()A.B.C.若0D.【答案】ABD【详解】因为,,对于A,因为,所以,故A正确;对于B,,故B正确;对于C,由,得,所以,故C错误;对于D,,故D正确.故选:ABD【跟踪训练2】(多选)(2021·广东高三其他模拟)已知,则下列结论正确的是()A.B.C.D.【答案】ACD【详解】因为,可得,所以,所以A正确;又由函数为单调递减函数,所以,所以B错误;由,,所以,所以C项正确;由,所以,当且仅当,时等号成立,所以D项正确.故选:ACD.规律方法 解决此类题目常用的三种方法:(1)直接利用不等式的性质逐个验证;(2)利用特殊值法排除错误答案,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件;(3)利用函数的单调性,当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等函数的单调性进行判断.考点二 利用均值不等式【例2-1】(2021·重庆高三其他模拟)已知,,,则的最小值为()A.9B.5C.D.【答案】C【详解】由题意知,在平面和平面上的投影分别为和,取中点,连,,∵,,∴,,故平面,所以点的轨迹即为平面与正方体表面的交线,取中点,连接,,则,∴,,,四点共面,∴点的轨迹即为等腰梯形,由正方体棱长为2得,,故轨迹长度为.【典例2-2】(2021·全国高三三模)已知,,且,则的最小值为()A.B.C.D.【答案】B【详解】因为,,且,所以,所以,所以,即当且仅当即,时等号成立,故的最小值.【跟踪训练1】(2021·合肥市第六中学高三其他模拟(文))直四棱柱的底面是菱形,其侧面积是,若该直四棱柱有外接球,则该外接球的表面积的最小值为()A.B.C.D.【答案】D【详解】D因为直四棱柱的底面是菱形,菱形的四个顶点在球上,所以底面是正方形.设直四棱柱底面正方形的边长为a,侧棱长为h,由侧面积是,得,即,且该直四棱柱的外接球的半径,所以其外接球的表面积,(当且仪当,即a=,时等号成立).所以其外接球的表面积的最小值为.故选:D【跟踪训练2】(多选)(2021·河北高三其他模拟)已知,则()A.B.C.D.【答案】BD【详解】对A:当时,,即,故A错误;对B:因为,,所以,即,由于在R上单调递减,所以,故B正确;对C:当时,,,又由于在R上单调递增,所以,即,故C错误;对D:,故D正确.故选:BD.【跟踪训练3】(多选)(2021·全国高三二模)已知正数,满足,则()A.B.C.D.【答案】ABD【详解】因为正数,满足,所以,且,,所以,对于A选项,又可得,所以,即,故B正确;当时,,故C错误;因为,所以,所以,故D正确,所以选ABD.规律方法 在利用均值不等式求最值时,要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,主要有两种思路:(1)对条件使用均值不等式,建立所求目标函数的不等式求解.常用的方法有:折项法、变系数法、凑因子法、换元法、整体代换法等.(2)条件变形,进行“1”的代换求目标函数最值.用函数y=x+(m>0)的单调性.考点三 一元二次不等式的解法 【例3-1】(2021·全国高三其他模拟)已知p:;q:,则p是q的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】A【详解】因为,又因为?x∈R,ax2﹣ax﹣1<0,当时,满足题意;当时,即,综上;所以,但,故p是q的充分不必要条件.故选:A.【典例3-2】(2021·全国高三其他模拟)已知,,则()A.B.C.D.【答案】A【详解】由,得或,故,由,得.故,所以,故选:A【跟踪训练1】(2021·陕西高三其他模拟(理))已知集合,则()A.B.C.D.【答案】B【详解】解得,即,解得,即,于是有,所以.故选:B【跟踪训练2】(多选)(2021·河北衡水中学高三三模)已知集合,,则下列命题中正确的是()A.若,则B.若,则C.若,则或D.若,则【答案】ABC【详解】由己知得:,令A:若,即是方程的两个根,则,得,正确;B:若,则,解得,正确;C:当时,,解得或,正确;D:当时,有,所以,错误;故选:ABC.【跟踪训练3】(2021·宁波市北仑中学高三其他模拟)已知正实数满足,则的最小值是________.【答案】【详解】由已知得,,则,,因为,所以,,因此,当且仅当,即,即时,等号成立;所以的最小值是.【跟踪训练4】(2021·全国高三二模)命题“,”为假命题,则实数的取值范围是___________.【答案】【详解】若原命题为假命题,则其否定“,”为真命题.[方法技巧]1.运用不等式的性质解决问题时,注意不等式性质成立的条件以及等价转化的思想,比如减法可以转化为加法,除法可以转化为乘法等.但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.2.“三个二次”的关系是解一元二次不等式的理论基础;一般可把a<0的情况转化为a>0时的情形.3.在解决不等式ax2+bx+c>0(或≥0)对于一切x∈R恒成立问题时,当二次项系数含有字母时,需要对二次项系数a进行讨论,并研究当a=0时是否满足题意.4.含参数的一元二次不等式在某区间内恒成立问题,常有两种处理方法:一是利用二次函数在区间上的最值来处理;二是先分离出参数,再去求函数的最值来处理,一般后者比较简单.5.当Δ<0时,ax2+bx+c>0(a≠0)的解集为R还是?,要注意区别.6.含参数的不等式要注意选好分类标准,避免盲目讨论.课时作业1.已知,则的最小值是()A.1B.4C.7D.【答案】C【详解】∵,∴当且仅当时等号成立.故选:C2.已知是边长为2的等边三角形,其中为边的中点,的平分线交线段于点,交于点,且其中,则的最小值为()A.B.C.D.【答案】A【详解】由题意,建立如图所示平面直角坐标系:则,所以,则,因为,所以,所以,当且仅当,即时,等号成立.故选;A.3.函数的图像恒过定点A,若点A在双曲线上,则m-n的最大值为()A.6B.-2C.1D.4【答案】D【详解】令,解得,所以,因为点A在双曲线上,所以,所以,当且仅当,即时,等号成立,所以m-n的最大值为4故选:D4.已知函数,其中,则下列不等式不成立的是()A.B.C.D.【答案】B【详解】,,且,函数是开口向上的抛物线,如图,,,且是点对应的函数值,一定大于,即,故正确;设,,,即,即B不正确.,对称轴是,与对称轴间的距离是,与对称轴间的距离是,与对称轴间的距离是,那么比较与,的大小,即比较与自变量与对称轴间的距离,离对称轴越远,函数值越大,即,,故CD正确.故选:B5.已知,,且,则下列说法是正确的是()A.B.C.D.【答案】C【详解】解:A:当,时,,∴A错误,B:设,则函数为上的增函数,∵,∴,即,∴B错误.C:∵为上的减函数,,∴,即,∴C正确,D:当,时,,∴D错误.故选:C.6.已知a>b,c>d,则下列关系式正确的是()A.ac+bd>ad+bcB.ac+bdC.ac>bdD.ac【答案】A【详解】解:对于A、B:a>b,c>d,ac+bd-(ad+bc)=(a-b)(c-d)>0,故A正确,B错误;对于C:当b=0,c<0时,ac<0,bd=0,故C错误;对于D:当a>b>0,c>d>0时,ac>bd,故D错误;故选:A.7.若,,则下列不等式中一定成立的是()A.B.C.D.【答案】D【详解】对选项A,,因为,所以,,即,所以,故A错误;对选项B,,因为,所以,不能判断间的关系,故B不正确;对选项C,因为,所以的范围为,故C错误.对选项D,因为,所以,,因为,所以,又因为,所以在为增函数,所以,故D正确.故选:D.8.如果那么下列说法正确的是()A.B.C.D.【答案】D【详解】因为,不等式两边同时减去得,D正确,若,则AB错误,若,C错误.故选:D.9.设则()A.对B.错【答案】A【详解】.故选:A10.若定义在上的函数满足,其导函数满足,则与大小关系一定是()A.B.C.D.【答案】C【详解】∵且,∴,即.令,得:,∴,所以.故选:C11.已知集合,集合满足,且,则的解集为()A.或B.C.或D.【答案】C【详解】因为集合满足,且,所以,所以,所以不等式的解集为或,故选:C12.已知,,,则,,的大小关系为()A.B.C.D.【答案】C【详解】∵,构造函数,,令,则,∴在上单减,∴,故,所以在上单减,∴,同理可得,故,故选:C.13.已知是抛物线:的焦点,直线与抛物线相交于,两点,满足,记线段的中点到抛物线的准线的距离为,则的最大值为()A.B.C.D.【答案】C【详解】解:设,过点,分别作抛物线的准线的垂线,垂足分别为,则,因为点为线段的中点,所以根据梯形中位线定理得点到抛物线的准线的距离为,因为,所以在中,由余弦定理得,所以,又因为,所以,当且仅当时等号成立,所以,故.所以的最大值为.14.已知是互不相同的锐角,则在三个值中,大于的个数的最大值是()A.0B.1C.2D.3【答案】C【详解】法1:由基本不等式有,同理,,故,故不可能均大于.取,,,则,故三式中大于的个数的最大值为2,故选:C.法2:不妨设,则,由排列不等式可得:,而,故不可能均大于.取,,,则,故三式中大于的个数的最大值为2,故选:C.15.下列函数中最小值为4的是()A.B.C.D.【答案】C【详解】对于A,,当且仅当时取等号,所以其最小值为,A不符合题意;对于B,因为,,当且仅当时取等号,等号取不到,所以其最小值不为,B不符合题意;对于C,因为函数定义域为,而,,当且仅当,即时取等号,所以其最小值为,C符合题意;对于D,,函数定义域为,而且,如当,,D不符合题意.21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com) 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