(通用版)2018年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題七 選考內(nèi)容教學(xué)案 文
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1、 專題七 選考內(nèi)容 第一講 選修4-4 坐標(biāo)系與參數(shù)方程 [考情分析] 1.坐標(biāo)系與參數(shù)方程是高考的選考內(nèi)容之一,高考考查的重點(diǎn)主要有兩個方面:一是簡單曲線的極坐標(biāo)方程;二是曲線的參數(shù)方程與極坐標(biāo)方程的綜合應(yīng)用. 2.全國卷對此部分的考查以解答題的形式出現(xiàn),難度中等,備考此部分內(nèi)容時應(yīng)注意轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用. 考點(diǎn)一 極坐標(biāo)方程及其應(yīng)用 [典例感悟] [典例1] (2017·全國卷Ⅱ)在直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρcos θ=4. (1)M為曲線C1上的動點(diǎn),點(diǎn)P在線段OM上,且滿足|OM|·|OP|
2、=16,求點(diǎn)P的軌跡C2的直角坐標(biāo)方程; (2)設(shè)點(diǎn)A的極坐標(biāo)為,點(diǎn)B在曲線C2上,求△OAB面積的最大值. [解] (1)設(shè)P的極坐標(biāo)為(ρ,θ)(ρ>0),M的極坐標(biāo)為(ρ1,θ)(ρ1>0). 由題設(shè)知|OP|=ρ,|OM|=ρ1=. 由|OM|·|OP|=16,得C2的極坐標(biāo)方程ρ=4cos θ(ρ>0). 因此C2的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+y2=4(x≠0). (2)設(shè)點(diǎn)B的極坐標(biāo)為(ρB,α)(ρB>0), 由題設(shè)知|OA|=2,ρB=4cos α,于是△OAB的面積 S=|OA|·ρB·sin∠AOB=4cos α·=2sin-≤2+. 當(dāng)α=-時,S取得最
3、大值2+. 所以△OAB面積的最大值為2+. [方法技巧] 1.求曲線的極坐標(biāo)方程的一般思路 曲線的極坐標(biāo)方程問題通常可利用互換公式轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)系中的問題求解,然后再次利用互換公式即可轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)方程.熟練掌握互換公式是解決問題的關(guān)鍵. 2.解決極坐標(biāo)交點(diǎn)問題的一般思路 一是將極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,求出交點(diǎn)的直角坐標(biāo),再將其轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo);二是將曲線的極坐標(biāo)方程聯(lián)立,根據(jù)限制條件求出交點(diǎn)的極坐標(biāo). [演練沖關(guān)] 1.(2016·全國卷Ⅰ)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù),a>0).在以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2:ρ=4c
4、os θ. (1)說明C1是哪一種曲線,并將C1的方程化為極坐標(biāo)方程; (2)直線C3的極坐標(biāo)方程為θ=α0,其中α0滿足tan α0=2,若曲線C1與C2的公共點(diǎn)都在C3上,求a. 解:(1)消去參數(shù)t得到C1的普通方程為x2+(y-1)2=a2,則C1是以(0,1)為圓心,a為半徑的圓. 將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入C1的普通方程中,得到C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-2ρsin θ+1-a2=0. (2)曲線C1,C2的公共點(diǎn)的極坐標(biāo)滿足方程組 若ρ≠0,由方程組得16cos2θ-8sin θcos θ+1-a2=0, 由已知tan θ=2, 即sin θ=2co
5、s θ, 可得16cos2θ-8sin θcos θ=0, 從而1-a2=0,解得a=-1(舍去)或a=1. 當(dāng)a=1時,極點(diǎn)也為C1,C2的公共點(diǎn),且在C3上. 所以a=1. 考點(diǎn)二 參數(shù)方程及其應(yīng)用 [典例感悟] [典例2] (2017·全國卷Ⅰ)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)). (1)若a=-1,求C與l的交點(diǎn)坐標(biāo); (2)若C上的點(diǎn)到l距離的最大值為,求a. [解] (1)曲線C的普通方程為+y2=1. 當(dāng)a=-1時,直線l的普通方程為x+4y-3=0, 由解得或 從而C與l的交點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0),-,.
6、 (2)直線l的普通方程為x+4y-a-4=0, 故C上的點(diǎn)(3cos θ,sin θ)到l的距離為 d= = . 當(dāng)a≥-4時,d的最大值為 , 由題設(shè)得=,解得a=8; 當(dāng)a<-4時,d的最大值為, 由題設(shè)得=,解得a=-16. 綜上,a=8或a=-16. [方法技巧] 參數(shù)方程化為普通方程的方法及參數(shù)方程的應(yīng)用 (1)將參數(shù)方程化為普通方程的過程就是消去參數(shù)的過程,常用的消參方法有代入消參、加減消參、三角恒等式消參等,往往需要對參數(shù)方程進(jìn)行變形,為消去參數(shù)創(chuàng)造條件. (2)在與直線、圓、橢圓有關(guān)的題目中,參數(shù)方程的使用會使問題的解決事半功倍,尤其是求取值范圍和最
7、值問題,可將參數(shù)方程代入相關(guān)曲線的普通方程中,根據(jù)參數(shù)的取值條件求解. [演練沖關(guān)] 2.已知曲線C:+=1,直線l:(t為參數(shù)). (1)寫出曲線C的參數(shù)方程,直線l的普通方程; (2)過曲線C上任意一點(diǎn)P作與l夾角為30°的直線,交l于點(diǎn)A,求|PA|的最大值與最小值. 解:(1)曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)). 直線l的普通方程為2x+y-6=0. (2)曲線C上任意一點(diǎn)P(2cos θ,3sin θ)到l的距離為d=|4cos θ+3sin θ-6|. 則|PA|==|5sin(θ+α)-6|,其中α為銳角,且tan α=. 當(dāng)sin(θ+α)=-1時,|PA|取得最
8、大值,最大值為. 當(dāng)sin(θ+α)=1時,|PA|取得最小值,最小值為. 考點(diǎn)三 極坐標(biāo)方程與參數(shù)方程的綜合應(yīng)用 [典例感悟] [典例3] (2017·全國卷Ⅲ)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l1的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),直線l2的參數(shù)方程為(m為參數(shù)).設(shè)l1與l2的交點(diǎn)為P,當(dāng)k變化時,P的軌跡為曲線C. (1)寫出C的普通方程; (2)以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,設(shè)l3:ρ(cos θ+sin θ)-=0,M為l3與C的交點(diǎn),求M的極徑. [解] (1)消去參數(shù)t得l1的普通方程l1:y=k(x-2); 消去參數(shù)m得l2的普通方程l2:y=(x+2).
9、 設(shè)P(x,y),由題設(shè)得 消去k得x2-y2=4(y≠0). 所以C的普通方程為x2-y2=4(y≠0). (2)C的極坐標(biāo)方程為ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π).聯(lián)立 得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ).故tan θ=-,從而cos2θ=,sin2θ=.代入ρ2(cos2θ-sin2θ)=4得ρ2=5, 所以交點(diǎn)M的極徑為. [方法技巧] 解決極坐標(biāo)方程與參數(shù)方程綜合問題的方法 (1)在參數(shù)方程或極坐標(biāo)方程應(yīng)用不夠熟練的情況下,我們可以先將其化成直角坐標(biāo)的普通方程,這樣思路可能更加清晰. (2)對于一些運(yùn)算比較復(fù)雜的問題,用
10、參數(shù)方程計(jì)算會比較簡捷. (3)利用極坐標(biāo)方程解決問題時,要注意題目所給的限制條件及隱含條件. [演練沖關(guān)] 3.(2017·成都模擬)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,過極點(diǎn)O的射線與曲線C相交于不同于極點(diǎn)的點(diǎn)A,且點(diǎn)A的極坐標(biāo)為(2,θ),其中θ∈. (1)求θ的值; (2)若射線OA與直線l相交于點(diǎn)B,求|AB|的值. 解:(1)由題意知,曲線C的普通方程為x2+(y-2)2=4, ∵x=ρcos θ,y=ρsin θ, ∴曲線C的極坐標(biāo)方程為 (ρcos θ)2+
11、(ρsin θ-2)2=4,即ρ=4sin θ. 由ρ=2,得sin θ=, ∵θ∈, ∴θ=. (2)由題,易知直線l的普通方程為x+y-4=0, ∴直線l的極坐標(biāo)方程為ρcos θ+ρsin θ-4=0. 又射線OA的極坐標(biāo)方程為θ=(ρ≥0), 聯(lián)立,得 解得ρ=4. ∴點(diǎn)B的極坐標(biāo)為, ∴|AB|=|ρB-ρA|=4-2=2. [課時跟蹤檢測] 1.(2017·石家莊質(zhì)檢)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),以O(shè)為極點(diǎn),x軸的正半
12、軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ2cos2θ+2ρ2sin2θ=12,且直線l與曲線C交于P,Q兩點(diǎn). (1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程及直線l恒過的定點(diǎn)A的坐標(biāo); (2)在(1)的條件下,若|AP|·|AQ|=6,求直線l的普通方程. 解:(1)∵x=ρcos θ,y=ρsin θ,∴C的直角坐標(biāo)方程為x2+2y2=12. 直線l恒過的定點(diǎn)為A(2,0). (2)把直線l的方程代入曲線C的直角坐標(biāo)方程中得, (sin2α+1)t2+4(cos α)t-8=0. 由t的幾何意義知|AP|=|t1|,|AQ|=|t2|. ∵點(diǎn)A在橢圓內(nèi),這個方程必有兩個實(shí)根, ∴t1
13、t2=-, ∵|AP|·|AQ|=|t1t2|=6, ∴=6,即sin2α=, ∵α∈(0,π), ∴sin α=,cos α=±, ∴直線l的斜率k=±, 因此,直線l的方程為 y=(x-2)或y=-(x-2). 2.(2017·鄭州質(zhì)檢)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(φ為參數(shù)),在以O(shè)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2是圓心為,半徑為1的圓. (1)求曲線C1的普通方程,C2的直角坐標(biāo)方程; (2)設(shè)M為曲線C1上的點(diǎn),N為曲線C2上的點(diǎn),求|MN|的取值范圍. 解:(1)消去參數(shù)φ可得C1的普通方程為+y2=1. 由題可知,曲線C2
14、的圓心的直角坐標(biāo)為(0,3), ∴C2的直角坐標(biāo)方程為x2+(y-3)2=1. (2)設(shè)M(2cos φ,sin φ),曲線C2的圓心為C2, 則|MC2|== = =. ∵-1≤sin φ≤1,∴|MC2|min=2,|MC2|max=4. 根據(jù)題意可得|MN|min=2-1=1,|MN|max=4+1=5, 即|MN|的取值范圍是[1,5]. 3.(2017·合肥模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),在以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸建立的極坐標(biāo)系中,直線l的極坐標(biāo)方程為ρcos=-. (1)求圓C的普通方程和直線l的直角坐標(biāo)方程; (2)
15、設(shè)直線l與x軸,y軸分別交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P是圓C上任意一點(diǎn),求A,B兩點(diǎn)的極坐標(biāo)和△PAB面積的最小值. 解:(1)由 消去參數(shù)t,得圓C的普通方程為(x+5)2+(y-3)2=2. 由ρcos=-,得ρcos θ-ρsin θ=-2, 所以直線l的直角坐標(biāo)方程為x-y+2=0. (2)直線l與x軸,y軸的交點(diǎn)分別為A(-2,0),B(0,2),化為極坐標(biāo)為A(2,π),B. 設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-5+cos t,3+sin t),則點(diǎn)P到直線l的距離為 d==, 所以dmin==2.又|AB|=2, 所以△PAB面積的最小值是Smin=×2×2=4. 4.(2018屆高
16、三·西安八校聯(lián)考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=2sin θ,θ∈. (1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程; (2)在曲線C上求一點(diǎn)D,使它到直線l: (t為參數(shù))的距離最短,并求出點(diǎn)D的直角坐標(biāo). 解:(1)由ρ=2sin θ,θ∈[0,2π),可得ρ2=2ρsin θ. 因?yàn)棣?=x2+y2,ρsin θ=y(tǒng), 所以曲線C的直角坐標(biāo)方程為x2+(y-1)2=1. (2)由直線l的參數(shù)方程(t為參數(shù)), 消去t得直線l的普通方程為y=-x+5. 因?yàn)榍€C:x2+(y-1)2=1是以G(0,1)為圓心、1為半徑的
17、圓,(易知C,l相離) 設(shè)點(diǎn)D(x0,y0),且點(diǎn)D到直線l:y=-x+5的距離最短, 所以曲線C在點(diǎn)D處的切線與直線l:y=-x+5平行. 即直線GD與l的斜率的乘積等于-1,即×(-)=-1, 又x+(y0-1)2=1, 可得x0=-(舍去)或x0=,所以y0=, 即點(diǎn)D的直角坐標(biāo)為. 5.(2018屆高三·廣東五校聯(lián)考)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρsin=4. (1)求曲線C1的普通方程與曲線C2的直角坐標(biāo)方程; (2)設(shè)P為曲線C1上的動點(diǎn),求點(diǎn)P到曲線C2上點(diǎn)的距離的
18、最小值. 解:(1)由曲線C1:得曲線C1的普通方程為+y2=1. 由曲線C2:ρsin=4得,ρ(sin θ+cos θ)=4, 即曲線C2的直角坐標(biāo)方程為x+y-8=0. (2)易知橢圓C1與直線C2無公共點(diǎn), 橢圓上的點(diǎn)P(cos α,sin α)到直線x+y-8=0的距離為d==,其中φ是銳角且tan φ=. 所以當(dāng)sin(α+φ)=1時,d取得最小值. 6.(2017·成都模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程是ρcos2θ-4sin θ=0. (1)寫出直線l
19、的普通方程和曲線C的直角坐標(biāo)方程; (2)已知點(diǎn)P(1,0).若點(diǎn)M的極坐標(biāo)為,直線l經(jīng)過點(diǎn)M且與曲線C相交于A,B兩點(diǎn),設(shè)線段AB的中點(diǎn)為Q,求|PQ|的值. 解:(1)∵直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)), ∴直線l的普通方程為y=tan α·(x-1). 由ρcos2 θ-4sin θ=0得ρ2cos2 θ-4ρsin θ=0,即x2-4y=0. ∴曲線C的直角坐標(biāo)方程為x2=4y. (2)∵點(diǎn)M的極坐標(biāo)為,∴點(diǎn)M的直角坐標(biāo)為(0,1). 又直線l經(jīng)過點(diǎn)M,∴1=tan α·(0-1), ∴tan α=-1,即直線l的傾斜角α=. ∴直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)). 代入
20、x2=4y,得t2-6t+2=0. 設(shè)A,B兩點(diǎn)對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2. ∵Q為線段AB的中點(diǎn), ∴點(diǎn)Q對應(yīng)的參數(shù)值為==3. 又點(diǎn)P(1,0)是直線l上對應(yīng)t=0的點(diǎn),則|PQ|==3. 7.(2017·南昌模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1過點(diǎn)P(a,1),其參數(shù)方程為(t為參數(shù),a∈R).以O(shè)為極點(diǎn),x軸非負(fù)半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρcos2θ+4cos θ-ρ=0. (1)求曲線C1的普通方程和曲線C2的直角坐標(biāo)方程; (2)已知曲線C1與曲線C2交于A,B兩點(diǎn),且|PA|=2|PB|,求實(shí)數(shù)a的值. 解:(1)∵曲線C1的參數(shù)方程
21、為 ∴其普通方程為x-y-a+1=0. ∵曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρcos2θ+4cos θ-ρ=0, ∴ρ2cos2θ+4ρcos θ-ρ2=0, ∴x2+4x-x2-y2=0,即曲線C2的直角坐標(biāo)方程為y2=4x. (2)設(shè)A,B兩點(diǎn)所對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,由得2t2-2t+1-4a=0. Δ=(2)2-4×2(1-4a)>0,即a>0,由根與系數(shù)的關(guān)系得 根據(jù)參數(shù)方程的幾何意義可知|PA|=2|t1|,|PB|=2|t2|, 又|PA|=2|PB|,∴2|t1|=2×2|t2|,即t1=2t2或t1=-2t2. 當(dāng)t1=2t2時,有解得a=>0,符合題意. 當(dāng)t1
22、=-2t2時,有解得a=>0,符合題意. 綜上所述,實(shí)數(shù)a的值為或. 8.(2017·貴陽檢測)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(其中t為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=2sin θ. (1)求曲線C1的普通方程和C2的直角坐標(biāo)方程; (2)若A,B分別為曲線C1,C2上的動點(diǎn),求當(dāng)AB取最小值時△AOB的面積. 解:(1)由得C1的普通方程為(x-4)2+(y-5)2=9.由ρ=2sin θ得ρ2=2ρsin θ, 將x2+y2=ρ2,y=ρsin θ代入上式,得C2的直角坐標(biāo)方程為x2+(y-1)2=1. (2
23、)如圖,當(dāng)A,B,C1,C2四點(diǎn)共線,且A,B在線段C1C2上時,|AB|取得最小值, 由(1)得C1(4,5),C2(0,1), ∴kC1C2==1,則直線C1C2的方程為x-y+1=0, ∴點(diǎn)O到直線C1C2的距離d==,又|AB|=|C1C2|-1-3=-4=4-4, ∴S△AOB=d|AB|=××(4-4)=2-. 第二講 選修4-5 不等式選講 [考情分析] 1.不等式選講是高考的選考內(nèi)容之一,考查的重點(diǎn)是絕對值不等式的解法以及不等式的證明,其中絕對值不等式的解法以及絕對值不等式與函數(shù)綜合問題的求解是命題的熱點(diǎn). 2.該部分命題形式單一、穩(wěn)定,難度中等,備考時應(yīng)
24、注意分類討論思想的應(yīng)用. 考點(diǎn)一 絕對值不等式的解法 [典例感悟] [典例1] (2017·全國卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|. (1)當(dāng)a=1時,求不等式f(x)≥g(x)的解集; (2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范圍. [解] (1)當(dāng)a=1時,不等式f(x)≥g(x)等價于 x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.① 當(dāng)x<-1時,①式化為x2-3x-4≤0,無解; 當(dāng)-1≤x≤1時,①式化為x2-x-2≤0,解得-1≤x≤1; 當(dāng)x>1時,①式化為x2+x-4≤0, 解得
25、1<x≤. 所以f(x)≥g(x)的解集為x-1≤x≤. (2)當(dāng)x∈[-1,1]時,g(x)=2. 所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],等價于當(dāng)x∈[-1,1]時,f(x)≥2. 又f(x)在[-1,1]的最小值必為f(-1)與f(1)之一,所以f(-1)≥2且f(1)≥2,得-1≤a≤1. 所以a的取值范圍為[-1,1]. [方法技巧] 絕對值不等式的常用解法 (1)基本性質(zhì)法:對a∈R+,|x|a?x<-a或x>a. (2)平方法:兩邊平方去掉絕對值符號. (3)零點(diǎn)分區(qū)間法:含有兩個或兩個以上絕對值符號的不等式,可用零點(diǎn)分區(qū)間法
26、脫去絕對值符號,將其轉(zhuǎn)化為與之等價的不含絕對值符號的不等式(組)求解. (4)幾何法:利用絕對值的幾何意義,畫出數(shù)軸,將絕對值轉(zhuǎn)化為數(shù)軸上兩點(diǎn)的距離求解. (5)數(shù)形結(jié)合法:在直角坐標(biāo)系中作出不等式兩邊所對應(yīng)的兩個函數(shù)的圖象,利用函數(shù)圖象求解. [演練沖關(guān)] 1.(2017·全國卷Ⅲ)已知函數(shù)f(x)=|x+1|-|x-2|. (1)求不等式f(x)≥1的解集; (2)若不等式f(x)≥x2-x+m的解集非空,求m的取值范圍. 解:(1)f(x)= 當(dāng)x<-1時,f(x)≥1無解; 當(dāng)-1≤x≤2時,由f(x)≥1,得2x-1≥1,解得1≤x≤2; 當(dāng)x>2時,由f(x)≥
27、1,解得x>2. 所以f(x)≥1的解集為{x|x≥1}. (2)由f(x)≥x2-x+m,得m≤|x+1|-|x-2|-x2+x. 而|x+1|-|x-2|-x2+x≤|x|+1+|x|-2-x2+|x|=-2+≤, 且當(dāng)x=時,|x+1|-|x-2|-x2+x=. 故m的取值范圍為. 考點(diǎn)二 不等式的證明 [典例感悟] [典例2] (2016·全國卷Ⅱ)已知函數(shù)f(x)=+,M為不等式f(x)<2的解集. (1)求M; (2)證明:當(dāng)a,b∈M時,|a+b|<|1+ab|. [解] (1)f(x)= 當(dāng)x≤-時,由f(x)<2得-2x<2, 解得x>-1;
28、當(dāng)-<x<時,f(x)<2恒成立; 當(dāng)x≥時,由f(x)<2得2x<2, 解得x<1. 所以f(x)<2的解集M={x|-1<x<1}. (2)證明:由(1)知,當(dāng)a,b∈M時,-1<a<1,-1<b<1, 從而(a+b)2-(1+ab)2=a2+b2-a2b2-1=(a2- 1)·(1-b2)<0. 因此|a+b|<|1+ab|. [方法技巧] 證明不等式的常用方法 不等式證明的常用方法有比較法、分析法、綜合法、反證法等. (1)如果已知條件與待證結(jié)論直接聯(lián)系不明顯,則考慮用分析法. (2)如果待證的是否定性命題、唯一性命題或以“至少”“至多”等方式給出的問題,則考慮用
29、反證法. [演練沖關(guān)] 2.(2017·全國卷Ⅱ)已知a>0,b>0,a3+b3=2.證明: (1)(a+b)(a5+b5)≥4; (2)a+b≤2. 證明:(1)(a+b)(a5+b5)=a6+ab5+a5b+b6 =(a3+b3)2-2a3b3+ab(a4+b4) =4+ab(a2-b2)2≥4. (2)因?yàn)?a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 =2+3ab(a+b)≤2+(a+b) =2+, 所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2. 考點(diǎn)三 含絕對值不等式的恒成立問題 [典例感悟] [典例3] (2017·合肥質(zhì)檢)已知函數(shù)f(x)=|x-m|-|x+
30、3m|(m>0). (1)當(dāng)m=1時,求不等式f(x)≥1的解集; (2)對于任意實(shí)數(shù)x,t,不等式f(x)<|2+t|+|t-1|恒成立,求m的取值范圍. [解] (1)當(dāng)m=1時,f(x)= 由f(x)≥1,得或x≤-3, 解得x≤-, ∴不等式f(x)≥1的解集為. (2)不等式f(x)<|2+t|+|t-1|對任意的實(shí)數(shù)x,t恒成立,等價于對任意的實(shí)數(shù)x,f(x)<(|2+t|+|t-1|)min恒成立,即[f(x)]max<(|2+t|+|t-1|)min, ∵f(x)=|x-m|-|x+3m|≤|(x-m)-(x+3m)|=4m,|2+t|+|t-1|≥|(2+t)
31、-(t-1)|=3,
∴4m<3,又m>0,∴0 32、考)已知f(x)=|2x-1|-|x+1|.
(1)將f(x)的解析式寫成分段函數(shù)的形式,并作出其圖象;
(2)若a+b=1,對?a,b∈(0,+∞),+≥3f(x)恒成立,求x的取值范圍.
解:(1)由已知,得f(x)=
函數(shù)f(x)的圖象如圖所示.
(2)∵a,b∈(0,+∞),且a+b=1,
∴+=(a+b)
=5+≥5+2=9,
當(dāng)且僅當(dāng)=,
即a=,b=時等號成立.
∵+≥3(|2x-1|-|x+1|)恒成立,
∴|2x-1|-|x+1|≤3,
結(jié)合圖象知-1≤x≤5,
∴x的取值范圍是[-1,5].
[課時跟蹤檢測] 33、
1.(2017·云南調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=|x+1|+|m-x|(其中m∈R).
(1)當(dāng)m=2時,求不等式f(x)≥6的解集;
(2)若不等式f(x)≥6對任意實(shí)數(shù)x恒成立,求m的取值范圍.
解:(1)當(dāng)m=2時,f(x)=|x+1|+|2-x|,
①當(dāng)x<-1時,f(x)≥6可化為-x-1+2-x≥6,解得x≤-;
②當(dāng)-1≤x≤2時,f(x)≥6可化為x+1+2-x≥6,無實(shí)數(shù)解;
③當(dāng)x>2時,f(x)≥6可化為x+1+x-2≥6,解得x≥.
綜上,不等式f(x)≥6的解集為xx≤-或x≥. 34、
(2)法一:因?yàn)閨x+1|+|m-x|≥|x+1+m-x|=|m+1|,
由題意得|m+1|≥6,即m+1≥6或m+1≤-6,解得m≥5或m≤-7,即m的取值范圍是(-∞,-7]∪[5,+∞).
法二:①當(dāng)m<-1時,f(x)=
此時,f(x)min=-m-1,由題意知,-m-1≥6,
解得m≤-7,所以m的取值范圍是m≤-7.
②當(dāng)m=-1時,f(x)=|x+1|+|-1-x|=2|x+1|,
此時f(x)min=0,不滿足題意.
③當(dāng)m>-1時,f(x)=
此時,f(x)min=m+1,由題意知,m+1≥6,解得m≥5,
所以m的取值范圍是m≥5.
綜上所述,m的取 35、值范圍是(-∞,-7]∪[5,+∞).
2.(2017·鄭州模擬)已知a>0,b>0,函數(shù)f(x)=|x+a|+|x-b|的最小值為4.
(1)求a+b的值;
(2)求a2+b2的最小值.
解:(1)因?yàn)閨x+a|+|x-b|≥|a+b|,所以f(x)≥|a+b|,當(dāng)且僅當(dāng)(x+a)(x-b)<0時,等號成立,又a>0,b>0,所以|a+b|=a+b,所以f(x)的最小值為a+b,所以a+b=4.
(2)由(1)知a+b=4,b=4-a,a2+b2=a2+(4-a)2=a2-a+=2+,故當(dāng)且僅當(dāng)a=,b=時,a2+b2取最小值為.
3.(2018屆高三·湖南五市十校聯(lián)考)設(shè)函數(shù)f 36、(x)=|x-1|-2|x+a|.
(1)當(dāng)a=1時,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若不等式f(x)>0在x∈[2,3]上恒成立,求a的取值范圍.
解:(1)a=1,f(x)>1?|x-1|-2|x+1|>1?或或?-2 37、值范圍為.
4.(2017·寶雞質(zhì)檢)已知函數(shù)f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2.
(1)解不等式|g(x)|<5;
(2)若對任意x1∈R,都存在x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)由||x-1|+2|<5得-5<|x-1|+2<5,
所以-7<|x-1|<3,解得-2 38、+3)|=|a+3|,g(x)=|x-1|+2≥2,
所以|a+3|≥2,解得a≥-1或a≤-5,
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍為{a|a≥-1或a≤-5}.
5.(2018屆高三·湘中名校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=|x-2|+|2x+a|,a∈R.
(1)當(dāng)a=1時,解不等式f(x)≥5;
(2)若存在x0滿足f(x0)+|x0-2|<3,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時,f(x)=|x-2|+|2x+1|.
由f(x)≥5得|x-2|+|2x+1|≥5.
當(dāng)x≥2時,不等式等價于x-2+2x+1≥5,解得x≥2,所以x≥2;
當(dāng)- 39、5,即x≥2,所以解集為空集;當(dāng)x≤-時,不等式等價于2-x-2x-1≥5,解得x≤-,所以x≤-.
故原不等式的解集為.
(2)f(x)+|x-2|=2|x-2|+|2x+a|=|2x-4|+|2x+a|≥|2x+a-(2x-4)|=|a+4|,∵原命題等價于(f(x)+|x-2|)min<3,即|a+4|<3,∴-7
40、2時,不等式f(x)<g(x)化為|2x-1|+|2x-2|-x-3<0.
設(shè)函數(shù)y=|2x-1|+|2x-2|-x-3,
則y=
其圖象如圖所示.從圖象可知,當(dāng)且僅當(dāng)x∈(0,2)時,y<0.所以原不等式的解集是{x|0<x<2}.
(2)當(dāng)x∈時,f(x)=1+a.不等式f(x)≤g(x)化為1+a≤x+3.所以x≥a-2對x∈都成立.故-≥a-2,即a≤.
從而a的取值范圍是.
7.(2017·貴陽檢測)已知|x+2|+|6-x|≥k恒成立.
(1)求實(shí)數(shù)k的最大值;
(2)若實(shí)數(shù)k的最大值為n,正數(shù)a,b滿足+=n.求7a+4b的最小值.
解:(1)因?yàn)閨x+2|+| 41、6-x|≥k恒成立,
設(shè)g(x)=|x+2|+|6-x|,則g(x)min≥k.
又|x+2|+|6-x|≥|(x+2)+(6-x)|=8,當(dāng)且僅當(dāng)-2≤x≤6時,g(x)min=8,
所以k≤8,即實(shí)數(shù)k的最大值為8.
(2)由(1)知,n=8,所以+=8,
即+=4,又a,b均為正數(shù),
所以7a+4b=(7a+4b)
=
=≥×(5+4)=,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即a=5b=時,等號成立,所以7a+4b的最小值是.
8.設(shè)a,b,c∈R+,且a+b+c=1.求證:
(1)2ab+bc+ca+≤;
(2)++≥2.
證明:(1)因?yàn)?=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca≥4ab+2bc+2ca+c2,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時等號成立.
所以2ab+bc+ca+=(4ab+2bc+2ca+c2)≤.
(2)因?yàn)椤?,≥,≥?
所以++
≥++
=a+b+c
≥2a+2b+2c=2,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c=時等號成立.
- 17 -
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