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第4讲 不等式选讲
1.(2022·江苏卷)已知实数x,y满足:|x+y|<,|2x-y|<,求证:|y|<.
证明 由于3|y|=|3y|=|2(x+y)-(2x-y)|≤2|x+y|+|2x-y|,
由题设知,|x+y|<,|2x-y|<,
从而3|y|<+=,所以|y|<.
2.(2022·新课标全国卷Ⅱ)设函数f(x)=|x+|+|x-a|(a>0).
(1)证明:f(x)≥2;
(2)若f(3)<5,求a的取值范围.
(1)证明 由a>0,有f(x)=|x+|+|x-a|≥|x+-(x-a)|=+a≥2.所以f(x)≥2.
(2)解 f(3)=|3+|+|3-a|.
当a>3时,f(3)=a+,由f(3)<5得3<a<.
当0<a≤3时,f(3)=6-a+,由f(3)<5得<a≤3.
综上,a的取值范围是.
3.(2011·江苏卷)解不等式:x+|2x-1|<3.
解 原不等式可化为或
解得≤x<或-2<x<.
所以不等式的解集是{x|-2<x<}.
4.已知a,b,c均为正数,证明:a2+b2+c2+2≥6,并确定a,b,c为何值时,等号成立.
证明 法一 由于a、b、c均为正数,由平均值不等式得
a2+b2+c2≥3(abc),①
++≥3(abc)-,②
所以2≥9(abc)-.
故a2+b2+c2+2≥3(abc)+9(abc)-.
又3(abc)+9(abc)-≥2=6,③
所以原不等式成立.
当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立.
当且仅当3(abc)=9(abc)-时,③式等号成立.
即当且仅当a=b=c=3时,原式等号成立.
法二 由于a,b,c均为正数,由基本不等式得
a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac,
所以a2+b2+c2≥ab+bc+ac.①
同理++≥++,②
故a2+b2+c2+2≥ab+bc+ac+3+3+3≥6.③
所以原不等式成立,
当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立,当且仅当a=b=c,(ab)2=(bc)2=(ac)2=3时,③式等号成立.
即当且仅当a=b=c=3时,原式等号成立.
5.设a,b,c为正实数,求证:+++abc≥2.
证明 由于a,b,c为正实数,由均值不等式可得++≥3,即++≥.
所以+++abc≥+abc.
而+abc≥2=2,
所以+++abc≥2.
6.设函数f(x)=|2x+1|-|x-4|.
(1)解不等式f(x)>2;
(2)求函数y=f(x)的最小值.
解 (1)f(x)=|2x+1|-|x-4|=
当x<-时,
由f(x)=-x-5>2得x<-7,
∴x<-7;
当-≤x<4时,
由f(x)=3x-3>2得x>,
∴<x<4;
当x≥4时,由f(x)=x+5>2,得x>-3,
∴x≥4.
故原不等式的解集为
.
(2)画出f(x)的图象如图:
∴f(x)min=-.
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