20**年不等式复习讲义.doc
不等式期末复习讲义
一、 知识点
1.不等式性质
实数的运算性质与大小顺序之间的关系
用途:a 、比较两个实数的大小
b 、证明不等式的性质 c 、证明不等式和解不等式
比较大小方法:(1)作差比较法(2)作商比较法
不等式的基本性质
①对称性:a > b⇔b > a
②传递性: a > b, b > c⇔a > c
③可加性: a > b ⇒a + c > b + c
④可积性: a > b, c > 0⇒ac > bc;
a > b, c
⑤加法法则: a > b, c > d ⇒ a + c > b + d
⑥乘法法则:a > b > 0, c > d > 0 ⇒ ac > bd
⑦乘方法则:a > b > 0, ⇒ an > bn (n∈N)
⑧开方法则:a > b > 0, ⇒a >b (n ∈N )
2.算术平均数与几何平均数定理:
(1)如果a 、b ∈R, 那么a 2 + b2 ≥2ab (当且仅当a=b时等号)
a +b ≥ab (当且仅当a=b时等号) (2)如果a 、b ∈R +, 那么2
推广:
22⎛a +b ⎫a +b 如果a , b 为实数,则ab ≤ ⎪≤2⎝2⎭2
重要结论
1)如果积xy 是定值P ,那么当x =y 时,和x +y 有最小值2P ;
(2)如果和x +y 是定值S ,那么当x =y 时,和xy 有最大值S 2/4。
条件为“一正二定三相等” 一正:各项都是正数 二定:求和积定,求积和定 三相等:等号能成立 当等号不成立时,利用下列函数求最值。 a 函数f(x)=x +(a>0) 在(0,a ] x
上递增,在[a , +∝) 上递减。
3.证明不等式的常用方法: ••••• 比较法:比较法是最基本、最重要的方法。当不等式的两边的差能分解因
式或能配成平方和的形式,则选择作差比较法;当不等式的两边都是正数且
它们的商能与1比较大小,则选择作商比较法;碰到绝对值或根式,我们还
可以考虑作平方差。
综合法:从已知或已证明过的不等式出发,根据不等式的性质推导出欲证
的不等式。综合法的放缩经常用到均值不等式。
分析法:不等式两边的联系不够清楚,通过寻找不等式成立的充分条件,
逐步将欲证的不等式转化,直到寻找到易证或已知成立的结论。
a +m a 结论:已知a 、b 、m 都是正数,且a b +m b
4.不等式的解法
(1) 不等式的有关概念
同解不等式:两个不等式如果解集相同,那么这两个不等式叫做同解不
等式。
同解变形:一个不等式变形为另一个不等式时,如果这两个不等式是同
解不等式,那么这种变形叫做同解变形。
提问:请说出我们以前解不等式中常用到的同解变形
去分母、去括号、移项、合并同类项
(2) 不等式ax > b的解法
①当a>0时不等式的解集是{x|x>b/a};
②当a
③当a=0时,b
(3) 一元二次不等式与一元二次方程、二次函数之间的关系
(4)绝对值不等式
|x |<a (a >0)的解集是{x |-a <x <a }
-a 0 a
|x |>a (a >0)的解集是{x |x <-a 或x >a },几何表示为:
-a 0 a
小结:解绝对值不等式的关键是—去绝对值符号(整体思想,分类讨论)转化为不含绝对值的不等式,通常有下列三种解题思路:
(1)定义法:利用绝对值的意义,通过分类讨论的方法去掉绝对值符号;
(2)公式法:| f(x) | > a ⇔f(x) > a或f(x)
(3)平方法:| f(x) | > a(a>0) ⇔f 2(x) > a2;| f(x) | 0) ⇔ f 2(x)
义。
(5)分式不等式的解法
f (x ) f (x ) >0⇔f (x ) g (x ) >0,
(6)一元高次不等式的解法
数轴标根法
把不等式化为f(x)>0(或<0)的形式(首项系数化为正),然后分解因式,再把根按照从小到大的顺序在数轴上标出来,从右边入手画线,最后根据曲线写出不等式的解。
(7)含有绝对值的不等式
定理:|a| - |b|≤|a+b|≤|a| + |b|
• |a| - |b|≤|a+b|
中当b=0或|a|>|b|且ab
• |a+b|≤|a| + |b|
中当且仅当ab ≥0等号成立
推论1:|a 1 + a2 + a3| ≤|a 1 | +| a2 | + | a3|
推广:|a 1 + a2 +…+ a n | ≤|a 1 | +| a2 | +…+ | an |
推论2:|a| - |b|≤|a-b|≤|a| + |b|
二、常见题型专题总结:
专题一:利用不等式性质,判断其它不等式是否成立 1、a 、b ∈R, 则下列命题中的真命题是( C )
A 、若a>b,则|a|>|b| B 、若a>b,则1/a
C 、若a>b,则a 3>b3 D 、若a>b,则a/b>1
2、已知a
A 、a>ab>ab2 B 、ab 2>ab>a
C 、ab>a>ab2 D 、ab>ab2>a
3、当0
A 、(1―a) 1/b >(1―a) b B 、(1+a)a >(1+b)b
C 、(1―a) b >(1―a) b/2 D 、(1―a) a >(1―b) b
4、若log a 3>logb 3>0,则a 、b 的关系是( B )
A 、0a>1
C 、02222a b 5、若a>b>0,则下列不等式①1/ab;③lg(a+1)>lg(b+1);④2>2中成立
的是( A )
A 、①②③④ B 、①②③ C 、①② D 、③④
(二)比较大小
1、若0
A 、a <b B 、a >b C 、ab <1 D 、ab >2
n n n -1n -12、a 、b 为不等的正数,n ∈N ,则(ab+ab) -(a+b) 的符号是( C )
A 、恒正 B 、恒负
C 、与a 、b 的大小有关 D、与n 是奇数或偶数有关
22223、设1<x <10,则lg x,lgx ,lg(lgx)的大小关系是lgx >lgx>lg(lgx)
4、设a>0,a≠1, 比较log a t/2与log a (t+1)/2的大小。
5、比较b
a 与a
b 的大小。
6、若a ≥1,比较M =a +1a 与N =a -a -1的大小。
a +b 2a 2+b 2
7、设a 、b 是不相等的正数,A =,G ab ,H =,Q 21/a+1/b2试 比较A 、G 、H 、Q 的大小 。
分析:要比较大小的式子较多,为避免盲目性,可先取特殊值估测各式大小关系,然后用比较法(作差)即可。
(三)利用不等式性质判断P 是Q 的充分条件和必要条件
1、设x 、y ∈R, 判断下列各题中,命题甲与命题乙的充分必要关系
⑴命题甲:x>0且y>0, 命题乙:x+y>0且xy>0 充要条件
⑵命题甲:x>2且y>2, 命题乙:x+y>4且xy>4 充分不必要条件
2、已知四个命题,其中a 、b ∈R
22222222①a
22与(a-b) 异号;④a
_ 。
3、“a+b>2c”的一个充分条件是( C )
A 、a>c或b>c B 、a>c或b <c C 、a>c且b>c D 、a>c且b <c
(四)范围问题
1、设60<a <84, -28<b <33, 求:a+b,a-b,a/b的范围。
2、若二次函数y=f(x)的图象过原点,且1≤f(―1) ≤2,3≤f(1)≤3,求f(―2) 的范围。
(五)均值不等式变形问题
1、当a 、b ∈R 时, 下列不等式不正确的是( D )
A 、a 2+b2≥2|a|•|b| B、(a/2+b/2)2≥ab
C 、(a/2+b/2)2≤a 2/2+b2/2 D 、log 1/2(a2+b2) ≥log 1/2(2|a|•|b|)
2、x 、y ∈(0,+∞) ,则下列不等式中等号不成立的是( A )
A 、x +1+x
C 、(x+y)(1/x+1/y)≥4 D 、(lgx/2+lgy/2)2≤lg 2x/2+lg2y/2
3、已知a>0,b>0,a+b=1,则(1/a2―1)(1/b2―1) 的最小值为( D )
A 、6 B 、7 C 、8
4、已知a>0,b>0,c>0,a+b+c=1,求证:1/a+1/b+1/c≥9
5、已知a>0,b>0,c>0,d>0,求证:
(六)求函数最值
1、若x>4,函数y =-x +11(x+) ⋅(y+) ≥4 ≥2 B 、1x y x +x 1ad +bc bc +ad +≥4 bd ac 1,当x =____时,函数有最_值是_____。 4-x
5、大、-6
2、设x 、y ∈R, x+y=5,则3x +3y 的最小值是( )D
A 、10 B 、63 C 、46 D 、
3、下列各式中最小值等于2的是( )D
A 、x/y+y/x B 、x 2+5
x 2+4 C 、tan α+cotα D、2x +2x -
4、已知实数a 、b 、c 、d 满足a+b=7,c+d=5,求(a+c)2+(b+d)2的最小值。
5、已知x>0,y>0,2x+y=1,求1/x+1/y的最小值。
(七)实际问题
1、98(高考)如图,为处理含有某种杂质的污水,要制造一个底宽为2cm 的无盖长方体沉淀箱,污水从A 孔流入,经沉淀后从B 孔流出,设箱体的长度为am ,高度为bm ,已知流出的水中该杂质的质量分数与a 、b 的乘积ab 成反比,现有制箱材料60m 2,问当a 、b 各为多少米时,沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小(A 、B 孔的面积忽略不计)。
解一:设流出的水中杂质的质量分数为y ,
由题意y=k/ab,其中k 为比例系数(k>0)
据题设2×2b+2ab+2a=60(a>0,b>0) ∴b =30-a 2+a 由a>0,b>0可得0
∴y =k k = ab 30a -a 2
2+a
令t=2+a,则a=t-2 从而
30a -a 230(t -2) -(t -2) 234t -t 2-646464===34-(t +) ≤34-2t ⋅=18 2+a t t t t 当且仅当t=64/t,即t=8,a=6时等号成立。∴y=k/ab≥k/18
当a=6时,b=3,
综上所述,当a=6m,b=3m时,经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小。
解二:设流出的水中杂质的质量分数为y ,由题意y=k/ab,其中k 为比例系数(k>0) 要求y 的最小值,即要求ab 的最大值。
据题设2×2b+2ab+2a=60(a>0,b>0),即a+2b+ab=30
a +2b ≥22ab (当且仅当a =2b 时等号成立)
∴ab +22ab ≤30,解得-52≤ab ≤32
即0
即a=6,b=3时,ab 有最大值,从而y 取最小值。
综上所述,当a=6m,b=3m时,经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小。
2、某工厂有旧墙一面长14米, 现准备利用这面旧墙建造平面图形为矩形,面积为126 米2的厂房,工程条件是:①建1米新墙的费用为a 元;②修1米旧墙的费用为a/4元;③拆去1米旧墙用所得材料建1米新墙的费用为a/2元. 经过讨论有两种方案:⑴利用旧墙的一段x(x
解:设总费用为y 元,利用旧墙的一面矩形边长为x 米,则另一边长为126/x米。
⑴若利用旧墙的一段x 米(x
当且仅当x =12时等号成立,∴x =12时y min =7a(6-1)=35a。
⑵若利用旧墙的一段x 米(x≥14) 为矩形的一面边长,则修旧墙的费用为x •a/4元,建新墙的费用为(2x+ 2•126/x-14) •a 元,故总费用
a 2527126x +a (2x +-14) =a +2a (x +-7) 4x 2x 126 x +≥2, 当x =
设f(x)=x+126/x, x2>x1≥14,则f(x2) -f(x1)= x2+126/x2-(x1+126/x1)
=(x2―x 1)(1―126/x1x 2)>0∴f(x)=x+126/x在[14,+∞) 上递增,∴f(x)≥f(14)
∴x=14时y min =7a/2+2a(14+126/14-7)=35.5a
综上所述,采用方案⑴,即利用旧墙12米为矩形的一面边长,建墙费用最省。
(八)比较法证明不等式
1、已知a 、b 、m 、n ∈R +, 证明:a m+n+bm+n≥a m b n +an b m
变:已知a 、b ∈R +, 证明:a 3/b+b3/a≥a 2+b2
2、已知a 、b ∈R +,f(x)=2x2+1,a+b=1,证明:对任意实数p 、q 恒有a •f(p)+b•f(q)≥f(ap+bq)
(九)综合法证明不等式
1、已知a 、b 、c 为不全相等的正数,求证:b +c -a a +c -b a +b -c ++≥3 a b c
2、已知a 、b 、c ∈R ,且a+b+c=1,求证:a 2+b2+c2≥1/3
3、已知a 、b 、c 为不全相等的正数,且abc=1,求证:
a ++c
4、已知a 、b ∈R +,a+b=1,求证:a +1/2+b +1/2≤2
(十)分析法证明不等式
1、已知a 、b 、c 为不全相等的正数,求证:bc/a+ac/b+ab/c>a+b+c
2、已知函数f(x)=lg(1/x-1),x 1、x 2∈(0,1/2),且x 1≠x 2,求证:
f (x 1) +f (x 2) ⎛x +x 2⎫>f 1⎪ 22⎝⎭
3、设实数x,y 满足y+x2=0,0
(十一)反证法、放缩法、构造法、判别式法、换元法等证明不等式
1、设f(x)=x2+ax+b,求证:|f(1)|、|f(2)|、|f(3)|中至少有一个不小于1/2。
2、若x 2+y2≤1, 求证|x+2xy-y |≤2. 22
114+≥ a -b b -c a -c
a b c ++>4、已知a 、b 、c ∈R ,且a+b>c求证:. 1+a 1+b 1+c 3、已知a>b>c,求证:
5、已知a 、b 、c ∈R ,证明:a 2+ac+c2+3b(a+b+c)≥0,并指出等号何时成立。
分析:整理成关于a 的二次函数f(a)=a2+(c+3b)a+3b2+3bc+c2
2∵Δ=(c+3b)-4(3b 2+3bc+c2)=-3(b2+2bc+c2) ≤0
∴f(a)≥0
226、已知:x -2xy + y + x + y + 1=0,求证:1/3≤y/x≤3
n n n 7、在直角三角形ABC 中,角C 为直角,n ≥2且n ∈N ,求证:c ≥a + b
8、设a n =⋅2+2⋅3+3⋅4+ +n(n+1) (n∈N)
n(n+1) (n+1) 2
(十二)解不等式
123+
a -x >0 2、解关于x 的不等式:2x -x -21、解不等式:
(十三)不等式应用
不等式的应用主要有三个方面:一是能转化为求解不等式(组)的有关问题(如求函数的定义域、讨论一元二次方程的根的分布等);二是能转化为不等式证明的有关问题(如证明函数的单调性);三是能转化为重要不等式的极端情形解决的最值问题。
x 2+x ) 的定义域是_____________。 1、已知f(x)的定义域是(0,1],则函数y =f (lg2
[-5,-2) ∪( 1,4]
22、已知不等式ax 2+bx+c>0的解集是{x|α
2x
3、设f (x ) =(x≥0). ⑴求证:f(x)是减函数;⑵求f(x)的值域。 x 1+4
4、由于对某种商品实行征税,其售价比原价上涨x%,涨价后商品卖出量减少36x %,100已知税率为销售金额的20%.
⑴为实现销售金额和扣除税款的余额y 不比原销售金额少,求上涨率x%的取值范围; ⑵x 为何值时,y 最大?(保留一位小数)
解:设原价为a ,销售量为b ,则
36x 36x %)⨯(1-20%)=ab (1+x %)(1-%)⨯80%100100
36x y ≥ab , ∴(1+x %)(1-%)⨯80%≥1100
16+ 整理得:36(x %)2-64(x %)-25≤0, ∴0≤x %≤18
(2)y =ab (1+x 25-x %)⨯80%=36ab (1+x %)(25-x %)91259y =a (1+x %)⨯b (1-
25⎛⎫1+x %+-x %⎪ 36 ⎪≤ab 125 2⎪ ⎪⎝⎭2
当且仅当1+x%=25/9-x%,即x%=8/9. ∴x =88.9时y 最大。
(十四)恒成立问题
1、若不等式a
A 、a ≥1 B 、a >1 C 、0<a ≤1 D 、a <1
2、关于x 的不等式2x -1>a(x-2) 的解集为R ,求实数a 的取值范围。
3、如果关于x 的不等式lg (2ax )
原不等式等价于lg(2ax)<lg(a+x),等价于2ax <a +x ,等价于(1-2a)x +a >0
设f(x)=(1-2a)x +a ,则f(x)>0在(1,2]中总成立,故有
3x 2+2x +2
>n (n ∈N ) 恒成立,试求n 的值。 4、设对x ∈R 有
x 2+x +1(3-n ) x 2+(2-n ) x +(2-n )
>0(1) 分析:原不等式等价于2
x +x +1
由题意不等式(1)的解集为R 又x 2+x+1恒大于零,所以不等式(1)等价于(3-n)x 2+(2-n)x +(2-n) >0 (2) 故不等式(2)的解集为R ,从而有
所以n <2,又n ∈N ,所以n =0或1
5、若f(x)=(m2-1)x 2+(m+1)x +1>0对于一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围。
x 2+2x +a
6、已知函数f (x ) =
x
⑴当a=1/2时,求函数f(x)的最小值;
⑵若对任意x ∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,试求实数a 的取值范围。 (十五)绝对值不等式定理中等号成立的问题 1、解关于x 的不等式|x+log2x|=x+|log2x| 2、证明:|x+1/x|≥2
(十六)绝对值不等式的证明
2
1、设a ∈R ,函数f(x)=ax+x-a(-1≤x ≤1). ⑴若|a|≤1, 求证|f(x)|≤5/4;
⑵若函数f(x)有最大值17/8,求实数a 的值。
2、已知|x-a|<ε/2a,|y-b|<ε/2|a|,且0<y <A ,求证:|xy-ab|<ε 3、
(十七)探索性问题
1、是否存在自然数k ,使得不等式
1111+++ +>2k -5对一切n +1n +2n +33n +1
3n +1
1111112
f (n +1) -f (n ) =++-=+-
3n +23n +33n +4n +13n +23n +43n +3∴
+2f(n+1)>f(n),即f(n)在N 上是增函数,∴f(n)的最=>0
3(n +4)(n +2)(n +3) 小值是f(1)
又f(1)=1/2+1/3+1/4=13/12
故对一切正整数n 使得f(n)>2a-5的充要条件是13/12>2a-5,∴a
2、已知抛物线y=f(x)=ax2+bx+c过点(-1,0),问是否存在常数a 、b 、c ,使得不等式x
2
≤f(x)≤(1+x)/2对于一切实数x 都成立?
2
解:假设存在常数a 、b 、c ,使得x ≤f(x)≤(1+x)/2对一切实数x 恒成立,
令x =1有1≤f(1)≤1,∴f(1)=1,即a +b +c =1 ① ∵抛物线过点(-1,0)∴a -b +c =0 ②
正整数n 都成立,若存在,求出k 的最大值;若不存在,说明理由。 解:令
111
f (n ) =++ +,对任意的n ∈N +
n +1n +2
解①②得:b=1/2,c=1/2-a, ∴f(x)=ax+x/2+1/2-a
222
由x ≤f(x)≤(1+x)/2得2x ≤2ax +x+1-2a ≤1+x
2
∴a=1/4,
三、数学思想与方法
(一)分类讨论的思想:
1、设f(x) = 1+logx 3,g(x)=2logx 2,其中x >0且x ≠1,试比较f(x)与g(x)的大小。 2、解关于x 的不等式
x -a
≤0
(x +1)(x -1)
分析:①当a <-1时,原不等式的解集为{x|x≤a 或-1<x <1}
②当-1<a <时,原不等式的解集为{x|x<-1或a ≤x <
1}
③当a >1时,原不等式的解集为{x|x<-1或1<x ≤a} ④当a =1时,原不等式的解集为{x|x<-1 }
⑤当a =-1时,原不等式的解集为{x|x<1且x ≠-1}
(二)数形结合的思想
1、关于x 的方程x 2―x ―(m+1) =0只在[-1,1]上有解,则实数a 的取值范围是( ) A 、[-5/4,+∞) B 、(―5/4,―1) C 、[-5/4,1] D 、(-∞,1] 2、设k 、a 都是实数,关于x 的方程|2x―1|=k(x―a)+a对于一切实数k 都有解,求实数a 的取值范围。
3、已知0<a <1,0<b <1. 求证:
+
≥
分析 观察待证式左端,它的每个根式都使我们想到Rt△ABC中的等式a +b=c,激起我们构造平面图形利用几何方法证明这个不等式的大胆想法.
如图27-3,作边长为1的正方形ABCD ,分别在AB 、AD 上取AE=a,AG=b,过E 、G 分别作AD 、AB 的平行线,交CD 、BC 于F 、H ,EF 、GH 交于O 点. 由题设条件及作图可知,△AOG、△BOE、△COF、△DOG皆为直角三角形.
∴OC=
再连结对角形AC ,BD ,易知AC=BD=∴
,OA+OC≥AC,OB+OD≥BD,
≥
222
(三)函数与方程的思想
1、函数f(x)=lg(x2+ax+1)的值域为R ,求实数a 的取值范围。
1+2x +3x +4x a
2、已知f (x ) =lg ,若f(x)在(-∞,1]有意义,求实数a 的取值范
4
围。
3、设不等式mx 2―2x <m ―1对于满足|m|≤2的一切实数m 都成立,求x 的取值范围。
2
分析:设f(m)=(x―1)m +2x ―1,则对于满足|m|≤2的一切实数m 都有f(m)<0 ∴f(-2) <0且f(2)<0 4、已知x 、y 、z ∈(0,1),求证:x(1-y) + y(1-z) + z(1-x)
f(x) = y(1-z) + z-1 = y + z -1-yz = -yz
当1-y -z ≠ 0时,f(x)为一次函数,又x ∈(0,1),由一次函数的单调性,只需证明f(0)
∴f(0) = y(1-z) + z-1 = (y-1)(z-1)
(四)转化与化归思想
1、关于x 的方程4x +(m-3) •2x +m=0有两个不等的实数根,求实数m 的取值范围。 (五)换元的思想
1、解不等式:2x +5>x +1
变:关于x 的不等式ax +5>x +b 的解集为[-5/2,2),求实数a 、b 的值。 2、
(六)1的代换
1、已知a 、b ∈R +,a+b=1,x、y ∈R, 求证:ax 2+by2≥(ax+by)2
2、已知x 、y 都是正数,a 、b 都是正常数,且a/x + b/y = 1,求证: x +y ≥(a +) 2
3、已知x 、y 都是正数,且x + y = 1,求证:(1 + 1/x)(1 + 1/y)≥9
+
4、已知x 、y ∈R , 且1/x + 9/y = 1,求x + y的最小值。 5、若0<x <1,a >0,b >0,求a/x + b/(1-x) 的最小值是。 6、已知a,b 是正数,且a + b = 1,求证:(ax + by)(ay + bx)≥xy 分析:∵a,b 是正数,且a + b = 1
∴(ax + by)(ay + bx) = a2xy + abx2 + aby2 + b2xy = (a2 + b2)xy+ ab(x2 + y2) = (1-2ab)xy+ ab(x2 + y2) = xy+ ab(x2 + y2-2xy) = xy + ab(x-y) 2 ≥xy
(七)特殊与一般的思想
1、已知a 、b 、c ∈R, 函数f (x) = ax2 + bx + c, g(x) = cx2+bx + a, 当|x| ≤1时,有|f(x)≤2。 (1)求证:|g(1)| ≤ 2;(2)求证:当|x| ≤ 1时,|g(x)|≤ 4. 证:(1)∵当|x| ≤1时,|f(x)|≤2, ∴|f(1)|≤2 又|f(1)|=|g(1)| ∴|g(1)|≤2
2
(2)∵f(x)= ax+bx+c
∴f(1)= a+b+c,f(―1)= a―b+c, f(0)= c
∴a= [f(1)+f(-1) -2f(0)]/2,b= [f(1)-f(-1)]/2
∵|x|≤1时|f(x)|≤2 ∴|f(1)|≤2,|f(-1)|≤2,|f(0)|≤2
2
∴|g(x)|=|cx+bx+a|
2
=|xf(0)+[f(1)-f(-1)]x/2+[f(1)+f(-1)-2f(0)]/2|
2
=|(x-1)f(0)+(x+1)f(1)/2+(x-1)f(-1)/2|
2
≤|(x-1)f(0)|+|(x+1)f(1)/2|+|(x-1)f(-1)/2|
2
≤|(x+1)/2||f(1)| +|(x-1)/2||f(-1)|+|(1-x )||f(0)| ≤x+1+1-x+2 = 4
2
小结:对于二次函数f(x)=ax+bx+c c=f(0)
2a=f(1)+f(-1) -2f(0) 2b=f(1)―f(―1) 2、已知a 、b 、c ∈R, 函数f (x) = ax2 + bx + c, g(x) = ax + b, 当-1≤x ≤1时,有|f(x)≤1。 (1)证明:|c|≤1;(2)证明:当-1≤x ≤1时,|g(x)|≤2;(3)设a >0,-1≤x ≤1时,g(x)的最大值为2,求f(x)的解析式。
①证明:∵-1≤x ≤1时,有|f(x)|≤1, ∴当x = 0时,有f (0) = c, 即|c| = |f(0)|≤1, 故|c|≤1。 ②证明:欲证当-1≤x ≤1时,有|g(x)|≤2, 即证-1≤x ≤1时,-2≤g(x)≤2。对a 分类讨论 当a >0时,
∵g(x)在[-1,1]上是增函数,∴-a+b≤g(x)≤a+b, ∵a+b = f(1)-c ≤|f(1)| + |c|≤2,
-a +b = -[f(-1) -c]≥-[|f(-1)|+|c|]≥-2, ∴-2≤g(x)≤2,即|g(x)|≤2。 当a <0时,
∵g(x)在[-1,1]上是减函数,∴a+b≤g(x)≤-a+b, ∵a+b = f(1)-c ≥-[|f(1)|+|c|]≥-2 , -a +b = -[f(-1) -c] ≤|f(-1)|+ |c|≤2, , ∴-2≤g(x)≤2,即|g(x)|≤2。 综上所述,有|g(x)|≤2。
③∵a >0,∴g(x)在[-1,1]上是增函数, ∴x =1时,g(x)取最大值2,即a+b=2。 ∴f(1)-f(0)=a+b=2,
∴-1≤f(0)=f(1)-2≤1-2=-1,即c= f(0)=-1, ∵-1≤x ≤1时,f(x)≥-1= f(0), ∴x = 0为函数f(x)图象的对称轴, ∴b = 0, 故a =2,所以f(x)=2x 2-1。
2
②另解:∵f(x)= ax+bx+c
∴f(1)= a+b+c,f(―1)= a―b+c, f(0)= c ∴a= [f(1)+f(-1) -2f(0)]/2,b= [f(1)-f(-1)]/2
∵|x|≤1时|f(x)|≤1 ∴|f(1)|≤1,|f(-1)|≤1,|f(0)|≤1 ∴|g(x)|=|ax+b|
=|[f(1)+f(-1)-2f(0)]x/2+[f(1)-f(-1)]/2| =|(x+1)f(1)/2+(x-1)f(-1)/2-xf(0)|
≤|(x+1)f(1)/2|+|(x-1)f(-1)/2|+|-xf(0)|
≤|(x+1)/2||f(1)| +|(x-1)/2||f(-1)|+|-x||f(0)| ≤(x+1)/2+(1-x)/2+1= 2
3、是否存在满足下列条件的二次函数f(x):
⑴当|x|≤1时,|f(x)|≤1;⑵f(2)>7。若存在,求出解析式;若不存在,说明理由。
2
4、设f(x)=x+bx+c(b、c 为常数) ,定义域为[-1,1],⑴设|f(x)|的最大值为M ,求证:M ≥1/2;⑵求出⑴中当M =1/2时,f(x)的表达式。
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