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2019-2020年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 微專題強(qiáng)化練 專題16 不等式與線性規(guī)劃(含解析)
一、選擇題
1.(文)(xx唐山市一模)已知全集U={x|x2>1},集合A={x|x2-4x+3<0},則?UA=( )
A.(1,3) B.(-∞,1)∪[3,+∞)
C.(-∞,-1)∪[3,+∞) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
[答案] C
[解析] ∵U={x|x2>1}={x|x>1或x<-1},A={x|x2-4x+3<0}={x|1
},則( )
A.A∩B=? B.B?A
C.A∩(?RB)=R D.A?B
[答案] A
[解析] A={x|x2-3x+2<0}={x|1}={x|x>2},∴A∩B=?.
[方法點(diǎn)撥] 解不等式或由不等式恒成立求參數(shù)的取值范圍是高考常見題型.
1.解簡單的分式、指數(shù)、對數(shù)不等式的基本思想是把它們等價(jià)轉(zhuǎn)化為整式不等式(一般為一元二次不等式)求解.
2.解決含參數(shù)不等式的難點(diǎn)在于對參數(shù)的恰當(dāng)分類,關(guān)鍵是找到對參數(shù)進(jìn)行討論的原因.確定好分類標(biāo)準(zhǔn),有理有據(jù)、層次清楚地求解.
3.解不等式與集合結(jié)合命題時(shí),先解不等式確定集合,再按集合的關(guān)系與運(yùn)算求解.
4.分段函數(shù)與解不等式結(jié)合命題,應(yīng)注意分段求解.
2.(文)(xx天津理,7)設(shè)a、b∈R,則“a>b”是“a|a|>b|b|”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
[答案] C
[解析] (1)若a>b,則①a>b≥0,此時(shí)a|a|>b|b|;②a>0>b,顯然有a|a|>b|b|;③0≥a>b,此時(shí)0<|a|<|b|,∴a|a|>a|b|>b|b|,綜上a>b時(shí),有a|a|>b|b|成立.
(2)若a|a|>b|b|,①b=0時(shí),有a>0,∴a>b;②b>0時(shí),顯然有a>0,∴a2>b2,∴a>b;③b<0時(shí),若a≥0時(shí),a>b;若a<0,則-a2>-b2,∴a2b,綜上當(dāng)a|a|>b|b|時(shí)有a>b成立,故選C.
(理)(xx四川文,5)若a>b>0,c B.<
C.> D.<
[答案] B
[解析] ∵c->0,
又∵a>b>0,∴->->0,即<.選B.
[方法點(diǎn)撥] 不等式的性質(zhì)經(jīng)常與集合、充要條件、命題的真假判斷、函數(shù)等知識(shí)結(jié)合在一起考查,解題時(shí),關(guān)鍵是熟記不等式的各項(xiàng)性質(zhì),特別是各不等式成立的條件,然后結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性求解.
3.(文)若直線2ax+by-2=0(a、b∈R)平分圓x2+y2-2x-4y-6=0,則+的最小值是( )
A.1 B.5
C.4 D.3+2
[答案] D
[解析] 直線平分圓,則必過圓心.
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y-2)2=11.
∴圓心C(1,2)在直線上?2a+2b-2=0?a+b=1.
∴+=(+)(a+b)=2+++1=3++≥3+2,故選D.
(理)(xx湖南文,7)若實(shí)數(shù)a,b滿足+=,則ab的最小值為( )
A. B.2
C.2 D.4
[答案] C
[解析] 考查基本不等式.
根據(jù)+=,可得a>0,b>0,然后利用基本不等式+≥2求解ab的最小值即可;∵+=,∴a>0,b>0,∵=+≥2=2,∴ab≥2,(當(dāng)且僅當(dāng)b=2a時(shí)取等號(hào)),所以ab的最小值為2,故選C.
[方法點(diǎn)撥] 1.用基本不等式≥求最值時(shí),要注意“一正、二定、三相等”,一定要明確什么時(shí)候等號(hào)成立,要注意“代入消元”、“拆、拼、湊”、“1的代換”等技巧的應(yīng)用.
2.不等式恒成立問題一般用分離參數(shù)法轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值求解或用賦值法討論求解.
4.(文)(xx天津文,2)設(shè)變量x,y滿足約束條件則目標(biāo)函數(shù)z=3x+y的最大值為( )
A.7 B.8
C.9 D.14
[答案] C
[解析] z=3x+y=(x-2)+(x+2y-8)+9≤9,當(dāng)x=2,y=3時(shí)取得最大值9,故選C.此題也可畫出可行域如圖,借助圖象求解.
(理)設(shè)變量x、y滿足約束條件則目標(biāo)函數(shù)z=y(tǒng)-2x的最小值為( )
A.-7 B.-4
C.1 D.2
[答案] A
[解析] 由x,y滿足的約束條件畫出可行域如圖,容易求出A(2,0),B(5,3),C(1,3),
由圖可知當(dāng)直線z=y(tǒng)-2x過點(diǎn)B(5,3)時(shí),z最小值為3-25=-7.
5.(xx四川文,4)設(shè)a,b為正實(shí)數(shù),則“a>b>1”是“l(fā)og2a>log2b>0”的( )
A.充要條件 B.充分不必要條件
C.必要不充分條件 D.既不充分也不必要條件
[答案] A
[解析] 考查命題及其關(guān)系.
a>b>1時(shí),有l(wèi)og2a>log2b>0成立,反之也正確.選A.
6.(文)(xx福建文,5)若直線+=1(a>0,b>0)過點(diǎn)(1,1),則a+b的最小值等于( )
A.2 B.3
C.4 D.5
[答案] C
[解析] 考查基本不等式.
由已知得,+=1,a>0,b>0,則a+b=(a+b)(+)=2++≥2+2=4,當(dāng)=,即a=b=2時(shí)取等號(hào).
(理)已知a>0,b>0,且2a+b=4,則的最小值為( )
A. B.4
C. D.2
[答案] C
[解析] ∵a>0,b>0,∴4=2a+b≥2,
∴ab≤2,∴≥,等號(hào)在a=1,b=2時(shí)成立.
7.設(shè)z=2x+y,其中變量x,y滿足條件.若z的最小值為3,則m的值為( )
A.1 B.2
C.3 D.4
[答案] A
[解析] 作出不等式組,表示的平面區(qū)域,由于z=2x+y的最小值為3,作直線l0:x=m平移l0可知m=1符合題意.
[方法點(diǎn)撥] 1.線性規(guī)劃問題一般有三種題型:一是求最值;二是求區(qū)域面積;三是由最優(yōu)解確定目標(biāo)函數(shù)中參數(shù)的取值范圍.
2.解決線性規(guī)劃問題首先要畫出可行域,再注意目標(biāo)函數(shù)所表示的幾何意義,數(shù)形結(jié)合找到目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最值時(shí)可行域的頂點(diǎn)(或邊界上的點(diǎn)),但要注意作圖一定要準(zhǔn)確,整點(diǎn)問題可通過驗(yàn)證解決.
3.確定二元一次不等式組表示的平面區(qū)域:①畫線,②定側(cè),③確定公共部分;解線性規(guī)劃問題的步驟:①作圖,②平移目標(biāo)函數(shù)線,③解有關(guān)方程組求值,確定最優(yōu)解(或最值等).
8.(文)關(guān)于x的不等式x2-2ax-8a2<0(a>0)的解集為(x1,x2),且x2-x1=15,則a=( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] ∵a>0,∴不等式x2-2ax-8a2<0化為
(x+2a)(x-4a)<0,∴-2a-1,因?yàn)镾△ABC=5,所以(1+a)1=5,解得a=9.
11.(xx南昌市一模)已知實(shí)數(shù)x,y滿足,若目標(biāo)函數(shù)z=2x+y的最大值與最小值的差為2,則實(shí)數(shù)m的值為( )
A.4 B.3
C.2 D.-
[答案] C
[解析] 表示的可行域如圖中陰影部分所示.
將直線l0:2x+y=0向上平移至過點(diǎn)A,B時(shí),z=2x+y分別取得最小值與最大值.由得A(m-1,m),由得B(4-m,m),所以zmin=2(m-1)+m=3m-2,zmax=2(4-m)+m=8-m,所以zmax-zmin=8-m-(3m-2)=10-4m=2,解得m=2.
12.(xx洛陽市期末)設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的導(dǎo)函數(shù)為f′(x).對?x∈R,不等式f(x)≥f′(x)恒成立,則的最大值為( )
A.+2 B.-2
C.2+2 D.2-2
[答案] B
[解析] 由已知得:f′(x)=2ax+b,f(x)≥f′(x)恒成立即ax2+(b-2a)x+c-b≥0恒成立,∴∴b2≤-4a2+4ac,∴≤=,設(shè)=t,令g(t)=,令t-1=m,則g(t)===≤=-2,當(dāng)且僅當(dāng)2m=,即m=時(shí)等號(hào)成立,故選B.
二、填空題
13.(文)不等式組表示的是一個(gè)軸對稱四邊形圍成的區(qū)域,則k=________.
[答案] 1
[解析] 本題可以通過畫圖解決,如圖直線l:x-ky+k=0過定點(diǎn)(0,1).當(dāng)k=1時(shí),所圍成的圖形是軸對稱圖形.
(理)設(shè)變量x、y滿足約束條件則目標(biāo)函數(shù)z=x2+y2的最大值為________.
[答案] 41
[解析] 約束條件畫出可行域如圖,
易知x=4,y=5時(shí),z有最大值,z=42+52=41.
14.(文)(xx天津文,12)已知a>0,b>0,ab=8,則當(dāng)a的值為________時(shí),log2alog2(2b)取得最大值.
[答案] 4
[解析] log2alog2(2b)≤2
=[log2(2ab)]2=(log216)2=4,
當(dāng)a=2b時(shí)取等號(hào),結(jié)合a>0,b>0,ab=8,可得a=4,b=2.
(理)(xx重慶文,14)設(shè)a,b>0,a+b=5,則+的最大值為________.
[答案] 3
[解析] 考查基本不等式.
由2ab≤a2+b2兩邊同時(shí)加上a2+b2,得(a+b)2≤2(a2+b2)兩邊同時(shí)開方即得:a+b≤(a>0,b>0,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取“=”);從而有+≤==3(當(dāng)且僅當(dāng)a+1=b+3,即a=,b=時(shí),“=”成立)故填:3.
15.(xx邯鄲市一模)已知f(x)是定義在[-1,1]上的奇函數(shù)且f(1)=2,當(dāng)x1、x2∈[-1,1],且x1+x2≠0時(shí),有>0,若f(x)≥m2-2am-5對所有x∈[-1,1]、a∈[-1,1]恒成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________.
[答案] [-1,1]
[解析] ∵f(x)是定義在[-1,1]上的奇函數(shù),
∴當(dāng)x1、x2∈[-1,1]且x1+x2≠0時(shí),
>0等價(jià)于>0,
∴f(x)在[-1,1]上單調(diào)遞增.
∵f(1)=2,∴f(x)min=f(-1)=-f(1)=-2.
要使f(x)≥m2-2am-5對所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,
即-2≥m2-2am-5對所有a∈[-1,1]恒成立,
∴m2-2am-3≤0,設(shè)g(a)=m2-2am-3,
則即∴-1≤m≤1.
∴實(shí)數(shù)m的取值范圍是[-1,1].
三、解答題
16.(文)(xx湖北文,21)設(shè)函數(shù)f(x),g(x)的定義域均為R,且f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),f(x)+g(x)=ex,其中e為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)求f(x),g(x)的解析式,并證明:當(dāng)x>0時(shí),f(x)>0,g(x)>1;
(2)設(shè)a≤0,b≥1,證明:當(dāng)x>0時(shí),ag(x)+(1-a)<<bg(x)+(1-b).
[分析] 考查1.導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)的單調(diào)性與極值中的應(yīng)用;2.函數(shù)的基本性質(zhì).
(1)將等式f(x)+g(x)=ex中x用-x來替換,并結(jié)合已知f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),構(gòu)造方程組即可求出f(x),g(x)的表達(dá)式;當(dāng)x>0時(shí),由指數(shù)與指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)知ex>1,00.然后再由基本不等式即可得出g(x)>1.
(2)要證明ag(x)+(1-a)<axg(x)+(1-a)x和f(x)0時(shí),ex>1,00. ③
又由基本不等式,有g(shù)(x)=(ex+e-x)>=1,即g(x)>1. ④
(2)由(1)得f′(x)=′==(ex+e-x)=g(x), ⑤
g′(x)=′==(ex-e-x)=f(x), ⑥
當(dāng)x>0時(shí),>ag(x)+(1-a)等價(jià)于f(x)>axg(x)+(1-a)x, ⑦
0時(shí),1若c≤0,由③④,得h′(x)>0,故h(x)在[0,+∞) 上為增函數(shù),從而h(x)>h(0)=0,即f(x)>cxg(x)+(1-c)x,故⑦成立.
2若c≥1,由③④,得h′(x)<0,故h(x)在[0,+∞)上為減函數(shù),從而h(x)1時(shí),f(x)1,當(dāng)x∈(1,x0)時(shí),恒有f(x)>k(x-1).
[分析] 考查導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用.
(1)求導(dǎo)函數(shù)f′(x),解不等式f′(x)>0并與定義域求交集,得函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)構(gòu)造函數(shù)F(x)=f(x)-(x-1),x∈(1,+∞).欲證明f(x)1滿足題意;當(dāng)k<1時(shí),構(gòu)造函數(shù)G(x)=f(x)-k(x-1),x∈(0,+∞),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)G(x)的單調(diào)性,討論得出結(jié)論.
[解析] (1)f′(x)=-x+1=,x∈(0,+∞).
由f′(x)>0得
解得01時(shí),F(xiàn)(x)1時(shí),f(x)1滿足題意.
當(dāng)k>1時(shí),對于x>1,有f(x)1滿足題意.
當(dāng)k<1時(shí),令G(x)=f(x)-k(x-1),x∈(0,+∞),
則有G′(x)=-x+1-k=.
由G′(x)=0得,-x2+(1-k)x+1=0.
解得x1=<0,
x2=>1.
當(dāng)x∈(1,x2)時(shí),G′(x)>0,故G(x)在[1,x2)內(nèi)單調(diào)遞增.
從而當(dāng)x∈(1,x2)時(shí),G(x)>G(1)=0,即f(x)>k(x-1),
綜上,k的取值范圍是(-∞,1).
17.(文)已知函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=-(a>0).
(1)當(dāng)a=1時(shí),若曲線y=f(x)在點(diǎn)M(x0,f(x0))處的切線與曲線y=g(x)在點(diǎn)P(x0,g(x0))處的切線平行,求實(shí)數(shù)x0的值;
(2)若?x∈(0,e],都有f(x)≥g(x)+,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
[解析] (1)當(dāng)a=1時(shí),f ′(x)=,g′(x)=.
因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在點(diǎn)M(x0,f(x0))處的切線與函數(shù)g(x)在點(diǎn)P(x0,g(x0))處的切線平行,
所以=,解得x0=1.
(2)若?x∈(0,e],都有f(x)≥g(x)+.
記F(x)=f(x)-g(x)-=lnx+-,
只要F(x)在(0,e]上的最小值大于等于0,
F′(x)=-=,
則F′(x)、F(x)隨x的變化情況如下表:
x
(0,a)
a
(a,+∞)
F′(x)
-
0
+
F(x)
極小值
當(dāng)a≥e時(shí),函數(shù)F(x)在(0,e)上單調(diào)遞減,F(xiàn)(e)為最小值,
所以F(e)=1+-≥0,得a≥,所以a≥e.
當(dāng)a1,即0或a<0,當(dāng)a>時(shí),f(x)的增區(qū)間為(,1),減區(qū)間為(0,),(1,+∞)
當(dāng)a<0時(shí),f(x)的增區(qū)間為(0,),(1+∞);減區(qū)間為(,1).
(3)當(dāng)a=時(shí),由(Ⅱ)知函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,2)上為增函數(shù),
所以函數(shù)f(x)在[1,2]上的最小值為f(1)=-
對于?x1∈[1,2],?x2∈[0,1],使f(x1)≥g(x2)成立?g(x)在[0,1]上的最小值不大于f(x)在[1,2]上的最小值-(*)
又g(x)=x2-2bx-=(x-b)2-b2-,x∈[0,1]
①當(dāng)b<0時(shí),g(x)在[0,1]上為增函數(shù),
g(x)min=g(0)=->-與(*)矛盾
②當(dāng)0≤b≤1時(shí),g(x)min=g(b)=-b2-,
由-b2-≤-及0≤b≤1得,≤b≤1
③當(dāng)b>1時(shí),g(x)在[0,1]上為減函數(shù),
g(x)min=g(1)=-2b≤-, 此時(shí)b>1
綜上所述,b的取值范圍是[,+∞).
[方法點(diǎn)撥] 注意區(qū)分幾類問題的解法.
①對任意x∈A,f(x)>M(或f(x)M(或f(x)
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2019-2020年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)
第一部分
微專題強(qiáng)化練
專題16
不等式與線性規(guī)劃含解析
2019
2020
年高
數(shù)學(xué)
二輪
復(fù)習(xí)
第一
部分
專題
強(qiáng)化
16
不等式
線性規(guī)劃
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