2.不等式应用大致可分为两类:一类是建立不等式参数的取值范围或解决一些实际应用问题;另一类是建立函数关系,利用均值不等式求最值问题.
1.不等式的实际应用,题源丰富,综合性强,是高考应用题命题的重点内容之一.不等式应用题大都是以函数的面目出现,以最优化的形式展现.在解题过程中涉及均值不等式,常常与集合问题,方程(组)解的讨论,函数定义域、值域的确定,函数单调性的研究,三角、数列、立体几何中的最值问题,解析几何中的直线与圆锥曲线位置关系的讨论等等有着密切的关系.
9.有点难度哟!
已知函数f(x)满足2axf(x)=2f(x)-1,f(1)=1,设无穷数列{an}满足an+1=f(an).
(1)求函数f(x)的表达式;
(2)若a1=3,从第几项起,数列{an}中的项满足an<an+1;
(3)若1+
<a1<
(m为常数且m∈N,m≠1),求最小自然数N,使得当n≥N时,总有0<an<1成立.
解:(1)令x=1得2a=1,∴a=
.
∴f(x)=
.
(2)若a1=3,由a2=
=-1,a3=
=
,a4=
=
,
假设当n≥3时,0<an<1,则0<an+1=
<
=1
2-an>0.
从而an+1-an=
-an=
>0
an+1>an.
从第2项起,数列{an}满足an<an+1.
(3)当1+
<a1<
时,a2=
,得
<a2<
.
同理,
<a3<
.
假设
<an-1<
.
由an=
与归纳假设知
<an<
对n∈N*都成立.
当n=m时,
<am,即am>2.
∴am+1=
<0.
0<am+2=
<
<1.
由(2)证明知若0<an<1,则0<an+1=
<
=1.
∴N=m+2,使得n≥N时总有0<an<1成立.
●思悟小结
8.设f(x)=
x2-bx+c,不等式f(x)<0的解集是(-1,3),若f(7+|t|)>f(1+t2),求实数t的取值范围.
解:∵f(x)<0的解集是(-1,3),
∴a>0,f(x)的对称轴是x=1,且ab=2.
∴f(x)在[1,+∞)上单调递增.
又∵7+|t|≥7,1+t2≥1,
∴由f(7+|t|)>f(1+t2),得7+|t|>1+t2.
∴|t|2-|t|-6<0,解得-3<t<3.
探究创新
7.已知二次函数f(x)=x2+bx+c(b、c∈R),不论α、β为何实数,恒有f(sinα)≥0,f(2+cosβ)≤0.
(1)求证:b+c=-1;
(2)求证:c≥3;
(3)若函数f(sinα)的最大值为8,求b、c的值.
(1)证明:∵|sinα|≤1且f(sinα)≥0恒成立,可得f(1)≥0.
又∵1≤2+cosβ≤3且f(2+cosβ)≤0恒成立,可得f(1)≤0,
∴f(1)=0
1+b+c=0
b+c=-1.
(2)证明:∵b+c=-1
b=-1-c,
∴f(x)=x2-(1+c)x+c=(x-1)(x-c).
∴x-c≤0,即c≥x恒成立.∴c≥3.
(3)解:∵f(sinα)=sin2α-(1+c)sinα+c=(sinα-
)2+c-(
)2,
∴当sinα=-1时,f(sinα)的最大值为1-b+c.
由1-b+c=8与b-c=-1联立可得b=-4,c=3.
6.(2004年江西九校联考三月)已知函数f(x)=-
+
(x>0).
(1)判断f(x)在(0,+∞)上的单调性,并证明;
(2)解关于x的不等式f(x)>0;
(3)若f(x)+2x≥0在(0,+∞)上恒成立,求a的取值范围.
解:(1)f(x)在(0,+∞)上为减函数,
∵
(x)=-
<0,
∴f(x)在(0,+∞)上为减函数.
(2)由f(x)>0得-
+
>0,
即
<0.
①当a>0时,不等式解集为{x|0<x<2a}.
②当a<0时,原不等式为
>0.
解集为{x|x>0}.
(3)若f(x)+2x≥0在(0,+∞)上恒成立,
即-
+
+2x≥0.∴
≤
+2x.
∵
+2x≥4,∴
≤4.
解得a<0或a≥
.
5.设p=(log2x)2+(t-2)log2x-t+1,若t在区间[-2,2]上变动时,p恒为正值,试求x的取值范围.
解:p=(log2x-1)t+(log2x)2-2log2x+1,∵t∈[-2,2]时p恒为正值,
∴![]()
解得1<log2x<3.∴2<x<8.
培养能力
4.已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足①x>1时,f(x)<0;(2)f(
)=1;(3)对任意的x、y∈(0,+∞),都有f(xy)=f(x)+f(y),求不等式f(x)+f(5-x)≥-2的解集.
解:需先研究y=f(x)的单调性,任取x1、x2∈(0,+∞)且x1>x2,则
>1.
f(x1)=f(
·x2)=f(
)+f(x2),
∴f(x1)-f(x2)=f(
)<0.
∴f(x)在(0,+∞)上为减函数.
又f(1)=f(1)+f(1),则f(1)=0.
又∵f(1)=f(2)+f(
)=f(2)+1=0.
∴f(2)=-1.∴f(4)=2f(2)=-2.
∴原不等式等价于![]()
解得{x|0<x≤1或4≤x<5}.
3.在下面等号右侧两个分数的分母方块处,各填上一个自然数,并且使这两个自然数的和最小,1=
.
解析:设
+
=1,a、b∈N*,则a=
.
∴a+b=
+b+1,b>9时,
a+b=
+b-9+10≥16.
=b-9,即b=12取等号,此时a=4.
b<9无解.∴a=4,b=12.
答案:4 12
2.如果对任意实数x,不等式|x+1|≥kx恒成立,则实数k的范围是____________.
解析:画出y1=|x+1|,y2=kx的图象,由图可看出0≤k≤1.
![]()
答案:0≤k≤1
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