三、不等式
(1)不等关系与不等式
了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景。 1、不等式的基本概念:
2、实数的运算性质:a-b>0 a>b ; a-bb b
②传递性:a>b, b>c a>c; ③可加性:a>b ,a+c>b+c;
④加法法则:a>b, c>d a+c>b+d;
⑤可乘性:a>b, c>0 ac>bc; a>b,cb>0, c>d>0 ac>bd; ⑦倒数法则:a>b,ab>0
1
⇒1a
n
n
⑧乘方法则:a>b>0 a >b;
⑨开方法则:a>b>0
⇒a >
⑩绝对值不等式的性质: |a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b| 4、不等式证明:主要依据:
①实数的运算性质。②不等式的性质。③基本不等式。 不等式证明的主要方法: ①比较法:作差(或作商) ②综合法:已知 结论。(要有分析作前提、保证) ③分析法:结论 已知。(注意书写格式的规范化)
(不等式的性质对应习题)1、对实数a ,b ,c ,下列命题不正确的是:( )
(A).若ac2>bc 2, 则a >b 11(C).若a
a b
(B).若a ab >b 2b a
(D).若a
a b
a b
c -b (不等式的证明对应习题)2、已知c>a>b>0,求证:c -a
分析:此题要根据不等式的构成特征,从已知条件入手,以不等式的性质为依据,应用构造法完成证明。
>
a>b>0, -a
1c-a
1c-b
⇒>c -b
此题也可利用分析法,结合不等式的性质解决问题
⇒>0 a>b>0 c -a >
(2)一元二次不等式及其解法:
1. 考察下面含未知数x 的不等式: 15x +30x -1>0 和 3x +6x -1≤0.
这两个不等式有两个共同特点:(1)含有一个未知数x (2)未知数的最高次数为2.
2、定义:一般地,含有一个未知数,且未知数的最高次数为2的整式不等式,叫做一元二次不等式。
一元二次不等式的一般表达式为: a x+bx + c >0 (a ≠0) ,或a x+bx +c
一元二次不等式一般表达式的左边,恰是关于自变量x 的二次函数f (x ) 的解析式, 即 f (x )=a x
2
2
2
2
2
+bx +c (a ≠0) ,
3、解一元二次不等式的步骤: (1)首先将二次项系数化为正数;
(2)其次考虑相应的二次方程的根的情况;
(3)用“穿针引线法”描述出解的范围,“奇穿,偶切”,从最大根的右上方开始
如:(x +1)(x -1)(x -2)
(4)用集合或区间的形式把不等式的解表示出来。 附注:谨记判别式公式:△=b -4ac
2
23
解下列不等式: (1)
(2)
( 3)
(4)
(3)不等式组
⎧x -y ≥-1, ⎪
例题 实说 1、设变量x , y 满足约束条件⎨x +y ≥1, 则目标函数z =4x +y
⎪3x -y ≤3, ⎩
A.4 B.11 C.12 D.14 解题步骤:
(1)把不等式组中的一次式看成直线,在平面直角坐标系中画直线,
标明直线序号
(2)依据以下结论确定平面区域:
y ≥f (x ) 是点在直线上方(包括直线)
的最大值为( )
y ≤f (x ) 是点在直线下方(包括直线); y >f (x ) 是点在直线上方(不包括直线) y
(3)确定目标函数函数值的几何意义
1若目标函数值z 表示截距,在已知区域内平移目标函数直线4x+y=0,找出使截距取最(4)○
2若目标函数z 表示距离或者大值和最小值的端点,求出端点坐标代入目标函数,得出z 的最值。○
距离的平方z=(x-a)+(y-b),精确作图,在图像中直接观察距离的最大值与最小值相当于是点与点
2
2
z =的距离还是点与直线的距离,用距离公式直接求最值。○3若目标函数z 表示斜精确画图,利
用求斜率取值范围结论,求最值。
y x
⎧2x +y ≥4,
⎪
设x,y 满足 ⎨ x - y ≥ - 1 , 则z=x+y ( )
⎪x -2y ≤2, ⎩
A. 有最小值2,最大值3 B. 有最小值2,无最大值 C. 有最大值3,无最小值 D. 既无最小值,也无最大值
分析: 先作出可行域,然后作出与直线x+y=0平行的直线,通过平移,在可行域内找到最优解,从而求出最大、最小值. 解:如下图作出不等式组表示的可行域,由于z=x+y的斜率大于2x+y=4的斜率,因此当z=x+y过点(2,0)时,z 有最小值,但z 没有最大值。
.
答案 B
(4)基本不等式
⎛a +b ⎫
a 2+b 2≥2ab a ,b ∈R +;a +b ≥2ab ;ab ≤ ⎪求最值时,你是否注
⎝2⎭
()
2
意到“a ,b ∈R +”且“等号成立”时的条件,积(ab ) 或和(a +b ) 其中之一为定 值?(一正、二定、三相等) 注意如下结论:
a 2+b 2a +b 2ab
≥≥ab ≥a ,b ∈R + 22a +b
()
当且仅当a =b 时等号成立。 a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca (a ,b ∈R ) 当且仅当a =b =c 时取等号。 a >b >0,m >0,n >0,则
b b +m a +n a
a a +m b +n b
如:若x >0,2-3x -
4
的最大值为x
4⎫⎛
(设y =2- 3x +⎪≤2-2=2-43
⎝x ⎭
423
当且仅当3x =,又x >0,∴x =时,y max =2-4)
x 3
又如:x +2y =1,则2x +4y 的最小值为
(∵2x +22y ≥22x +2y =221,∴最小值为22)
三、不等式
(1)不等关系与不等式
了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景。 1、不等式的基本概念:
2、实数的运算性质:a-b>0 a>b ; a-bb b
②传递性:a>b, b>c a>c; ③可加性:a>b ,a+c>b+c;
④加法法则:a>b, c>d a+c>b+d;
⑤可乘性:a>b, c>0 ac>bc; a>b,cb>0, c>d>0 ac>bd; ⑦倒数法则:a>b,ab>0
1
⇒1a
n
n
⑧乘方法则:a>b>0 a >b;
⑨开方法则:a>b>0
⇒a >
⑩绝对值不等式的性质: |a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b| 4、不等式证明:主要依据:
①实数的运算性质。②不等式的性质。③基本不等式。 不等式证明的主要方法: ①比较法:作差(或作商) ②综合法:已知 结论。(要有分析作前提、保证) ③分析法:结论 已知。(注意书写格式的规范化)
(不等式的性质对应习题)1、对实数a ,b ,c ,下列命题不正确的是:( )
(A).若ac2>bc 2, 则a >b 11(C).若a
a b
(B).若a ab >b 2b a
(D).若a
a b
a b
c -b (不等式的证明对应习题)2、已知c>a>b>0,求证:c -a
分析:此题要根据不等式的构成特征,从已知条件入手,以不等式的性质为依据,应用构造法完成证明。
>
a>b>0, -a
1c-a
1c-b
⇒>c -b
此题也可利用分析法,结合不等式的性质解决问题
⇒>0 a>b>0 c -a >
(2)一元二次不等式及其解法:
1. 考察下面含未知数x 的不等式: 15x +30x -1>0 和 3x +6x -1≤0.
这两个不等式有两个共同特点:(1)含有一个未知数x (2)未知数的最高次数为2.
2、定义:一般地,含有一个未知数,且未知数的最高次数为2的整式不等式,叫做一元二次不等式。
一元二次不等式的一般表达式为: a x+bx + c >0 (a ≠0) ,或a x+bx +c
一元二次不等式一般表达式的左边,恰是关于自变量x 的二次函数f (x ) 的解析式, 即 f (x )=a x
2
2
2
2
2
+bx +c (a ≠0) ,
3、解一元二次不等式的步骤: (1)首先将二次项系数化为正数;
(2)其次考虑相应的二次方程的根的情况;
(3)用“穿针引线法”描述出解的范围,“奇穿,偶切”,从最大根的右上方开始
如:(x +1)(x -1)(x -2)
(4)用集合或区间的形式把不等式的解表示出来。 附注:谨记判别式公式:△=b -4ac
2
23
解下列不等式: (1)
(2)
( 3)
(4)
(3)不等式组
⎧x -y ≥-1, ⎪
例题 实说 1、设变量x , y 满足约束条件⎨x +y ≥1, 则目标函数z =4x +y
⎪3x -y ≤3, ⎩
A.4 B.11 C.12 D.14 解题步骤:
(1)把不等式组中的一次式看成直线,在平面直角坐标系中画直线,
标明直线序号
(2)依据以下结论确定平面区域:
y ≥f (x ) 是点在直线上方(包括直线)
的最大值为( )
y ≤f (x ) 是点在直线下方(包括直线); y >f (x ) 是点在直线上方(不包括直线) y
(3)确定目标函数函数值的几何意义
1若目标函数值z 表示截距,在已知区域内平移目标函数直线4x+y=0,找出使截距取最(4)○
2若目标函数z 表示距离或者大值和最小值的端点,求出端点坐标代入目标函数,得出z 的最值。○
距离的平方z=(x-a)+(y-b),精确作图,在图像中直接观察距离的最大值与最小值相当于是点与点
2
2
z =的距离还是点与直线的距离,用距离公式直接求最值。○3若目标函数z 表示斜精确画图,利
用求斜率取值范围结论,求最值。
y x
⎧2x +y ≥4,
⎪
设x,y 满足 ⎨ x - y ≥ - 1 , 则z=x+y ( )
⎪x -2y ≤2, ⎩
A. 有最小值2,最大值3 B. 有最小值2,无最大值 C. 有最大值3,无最小值 D. 既无最小值,也无最大值
分析: 先作出可行域,然后作出与直线x+y=0平行的直线,通过平移,在可行域内找到最优解,从而求出最大、最小值. 解:如下图作出不等式组表示的可行域,由于z=x+y的斜率大于2x+y=4的斜率,因此当z=x+y过点(2,0)时,z 有最小值,但z 没有最大值。
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答案 B
(4)基本不等式
⎛a +b ⎫
a 2+b 2≥2ab a ,b ∈R +;a +b ≥2ab ;ab ≤ ⎪求最值时,你是否注
⎝2⎭
()
2
意到“a ,b ∈R +”且“等号成立”时的条件,积(ab ) 或和(a +b ) 其中之一为定 值?(一正、二定、三相等) 注意如下结论:
a 2+b 2a +b 2ab
≥≥ab ≥a ,b ∈R + 22a +b
()
当且仅当a =b 时等号成立。 a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca (a ,b ∈R ) 当且仅当a =b =c 时取等号。 a >b >0,m >0,n >0,则
b b +m a +n a
a a +m b +n b
如:若x >0,2-3x -
4
的最大值为x
4⎫⎛
(设y =2- 3x +⎪≤2-2=2-43
⎝x ⎭
423
当且仅当3x =,又x >0,∴x =时,y max =2-4)
x 3
又如:x +2y =1,则2x +4y 的最小值为
(∵2x +22y ≥22x +2y =221,∴最小值为22)