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2025年同步解析与测评课时练人民教育出版社高中数学必修第一册人教版

2025年同步解析与测评课时练人民教育出版社高中数学必修第一册人教版

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4.同类型 已知$a\in R$,$p = a^{2}-a + 1$,$q=\frac{1}{a^{2}+a + 1}$,试比较$p$与$q$的大小。

答案:解:$p - q = a^{2}-a + 1-\frac{1}{a^{2}+a + 1}$$=\frac{(a^{2}-a + 1)(a^{2}+a + 1)-1}{a^{2}+a + 1}$根据平方差公式$(m - n)(m + n)=m^{2}-n^{2}$,这里$m=a^{2}+1$,$n = a$则$(a^{2}-a + 1)(a^{2}+a + 1)=(a^{2}+1)^{2}-a^{2}$$=a^{4}+2a^{2}+1 - a^{2}=a^{4}+a^{2}+1$所以$p - q=\frac{a^{4}+a^{2}+1 - 1}{a^{2}+a + 1}=\frac{a^{4}+a^{2}}{a^{2}+a + 1}$因为$a^{2}+a + 1=(a+\frac{1}{2})^{2}+\frac{3}{4}\gt0$恒成立,$a^{4}+a^{2}=a^{2}(a^{2}+1)\geqslant0$恒成立(当且仅当$a = 0$时取等号)所以$p - q\geqslant0$,即$p\geqslant q$(当且仅当$a = 0$时取等号)。
5. 拔高题
已知实数$x$,$y$,$z$满足$y + z = 3x^{2}-4x + 6$,$y - z = x^{2}-4x + 4$。试确定$x$,$y$,$z$的大小关系。

答案:
1. 首先,联立方程组:
已知$\begin{cases}y + z=3x^{2}-4x + 6\\y - z=x^{2}-4x + 4\end{cases}$。
(1)用第一个方程$y + z=3x^{2}-4x + 6$加上第二个方程$y - z=x^{2}-4x + 4$来求$y$:
$(y + z)+(y - z)=(3x^{2}-4x + 6)+(x^{2}-4x + 4)$。
化简得$2y = 4x^{2}-8x + 10$,则$y = 2x^{2}-4x + 5$。
(2)用第一个方程$y + z=3x^{2}-4x + 6$减去第二个方程$y - z=x^{2}-4x + 4$来求$z$:
$(y + z)-(y - z)=(3x^{2}-4x + 6)-(x^{2}-4x + 4)$。
化简得$2z = 2x^{2}+2$,则$z=x^{2}+1$。
2. 然后,比较$y$与$x$的大小:
计算$y - x=(2x^{2}-4x + 5)-x$。
即$y - x=2x^{2}-5x + 5$。
对于二次函数$ax^{2}+bx + c$(这里$a = 2$,$b=-5$,$c = 5$),其判别式$\Delta=b^{2}-4ac=(-5)^{2}-4×2×5=25 - 40=-15\lt0$,且$a = 2\gt0$,所以$y - x=2x^{2}-5x + 5\gt0$,即$y\gt x$。
3. 接着,比较$z$与$x$的大小:
计算$z - x=(x^{2}+1)-x$。
即$z - x=x^{2}-x + 1$。
对于二次函数$ax^{2}+bx + c$(这里$a = 1$,$b=-1$,$c = 1$),其判别式$\Delta=b^{2}-4ac=(-1)^{2}-4×1×1=1 - 4=-3\lt0$,且$a = 1\gt0$,所以$z - x=x^{2}-x + 1\gt0$,即$z\gt x$。
4. 最后,比较$y$与$z$的大小:
计算$y - z=(2x^{2}-4x + 5)-(x^{2}+1)$。
即$y - z=x^{2}-4x + 4$。
根据完全平方公式$a^{2}-2ab + b^{2}=(a - b)^{2}$,这里$y - z=(x - 2)^{2}\geqslant0$(当且仅当$x = 2$时取等号)。
综上,$y\geqslant z\gt x$。
1.若M=x²,N=-x - 1,则M与N的大小关系是(
A

A.M>N
B.M=N
C.M<N
D.与x有关
答案:A解析:M - N=x² + x + 1=(x + 1/2)² + 3/4>0,所以M>N,选A。
2.若P=√a + √(a + 7),Q=√(a + 3) + √(a + 4)(a≥0),则P,Q的大小关系是(
A

A.P<Q
B.P=Q
C.P>Q
D.P,Q的大小关系由a的取值确定
答案:A
解析:P²=2a + 7 + 2√(a(a + 7)),Q²=2a + 7 + 2√((a + 3)(a + 4)),(a + 3)(a + 4)=a² + 7a + 12>a² + 7a,所以Q²>P²,P<Q,选A。
3.已知实数a,b在数轴上的位置如图所示,则下列结论正确的是(
A

A.a + b>0
B.a - b>0
C.ab>0
D.a/b>0
答案:A
解析:由图知a<0,b>0,|a|<|b|,a + b>0,A正确;a - b<0,B错;ab<0,C错;a/b<0,D错,选A。
4.一方有难,八方支援,这是中华民族的传统美德.现有至少1500t粮食和840t药品必须在一天之内全部运送到某灾区,可以用轮船和飞机两种运输工具.已知每天每艘轮船可同时运送粮食200t和药品70t,每架飞机每天可同时运送粮食100t和药品80t,设安排x艘轮船和y架飞机,则轮船和飞机的数量应满足的不等关系为
200x + 100y≥1500,70x + 80y≥840,x≥0,y≥0,x,y∈N
.
答案:200x + 100y≥1500,70x + 80y≥840,x≥0,y≥0,x,y∈N
解析:粮食:200x + 100y≥1500,药品:70x + 80y≥840,x,y为非负整数。
5.拓展提高 若x=(a + 3)(a - 5),y=(a + 2)(a - 4),则x与y的大小关系是
x<y
.
答案:x<y
解析:x - y=(a² - 2a - 15) - (a² - 2a - 8)=-7<0,所以x<y。
6.若a>b,则a²与b²的大小关系是
不确定
.
答案:不确定
解析:a=1,b=-2时,a²=1<b²=4;a=2,b=1时,a²=4>b²=1,所以不确定。
7.某公司有$20$名技术人员,计划开发$A$,$B$两类共$50$件电子器件,每类每件所需人员数和产值如下:
|产品种类|每件所需人员数|每件产值/(万元/件)|
|----|----|----|
|$A$类|$\frac{1}{2}$| $7.5$|
|$B$类|$\frac{1}{3}$| $6$|
要使总产值最高,则$A$类电子器件应开发____件,总产值最高为____万元。

答案:
1. 设开发$A$类电子器件$x$件,则开发$B$类电子器件$(50 - x)$件:
根据人员限制列不等式:
已知共有$20$名技术人员,$A$类每件所需人员数为$\frac{1}{2}$,$B$类每件所需人员数为$\frac{1}{3}$,则$\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}(50 - x)\leq20$。
去括号得$\frac{1}{2}x+\frac{50}{3}-\frac{1}{3}x\leq20$。
通分:$\frac{3x}{6}-\frac{2x}{6}\leq20 - \frac{50}{3}$。
即$\frac{x}{6}\leq\frac{60 - 50}{3}$,$\frac{x}{6}\leq\frac{10}{3}$,解得$x\leq20$。
设总产值为$y$万元:
根据产值公式$y = 7.5x+6(50 - x)$。
展开式子:$y = 7.5x+300 - 6x$。
合并同类项得$y = 1.5x + 300$。
2. 分析函数$y = 1.5x + 300$的单调性:
因为$1.5\gt0$,所以$y$是关于$x$的一次函数,且$y$随$x$的增大而增大。
又因为$x\leq20$,$x$为非 - 负整数($x\geq0$且$50 - x\geq0$)。
3. 求最大值:
当$x = 20$时,$y$取得最大值。
把$x = 20$代入$y = 1.5x + 300$,得$y=1.5×20 + 300$。
先计算$1.5×20=30$,再计算$y = 30+300=330$。
所以$A$类电子器件应开发$20$件,总产值最高为$330$万元。
故答案依次为:$20$;$330$。
8.已知正数a,b,c满足ab + bc + ca=1.求证:(a + b + c)²≥3.
答案:证明:(a + b + c)²=a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)=a² + b² + c² + 2,因为a² + b²≥2ab,b² + c²≥2bc,c² + a²≥2ca,相加得2(a² + b² + c²)≥2(ab + bc + ca)=2,所以a² + b² + c²≥1,(a + b + c)²≥3。
9. 某电脑用户计划使用不超过$500$元的资金购买单价分别为$60$元、$70$元的鼠标和键盘. 根据需要,鼠标至少买$3$个,键盘至少买$2$个,则不同的选购方式有多少种?
答案:4种
解析:设买鼠标$x$个,键盘$y$个,$x\geq3$,$y\geq2$,$60x + 70y\leq500$。$x = 3$时$y=2,3$;$x = 4$时$y=2$;$x = 5$时$y=2$;$x\geq6$时不满足,共4种