- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
已知二次函数f(x)=x2+x,若不等式f(-x)+f(x)≤2|x|的解集为C,
(Ⅰ)求集合C;
(Ⅱ)若方程f(ax)-ax+1=5(a>0,a≠1)在C上有解,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)记f(x)在C上的值域为A,若,x∈[0,1]的值域为B,且
,求实数t的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)f(x)+f(-x)=2x2,
当x ≥0时,;
当x<0时,;
∴集合C=[-1 ,1] 。
(Ⅱ),
令ax=u,
则方程为h(u)=u2-(a-1)u-5=0,h(0)=-5,
当a>1时,,h(u)=0在
上有解,
则;
当0<a<1时,,g(u)=0在
上有解,
则;
∴当或a≥5时,方程在C上有解,且有唯一解。
(Ⅲ),g′(x)=3x2-3t,
①当t≤0时,g′(x)≥0,函数在x∈[0,1]单调递增,
∴函数g(x)的值域,
,
∴,解得
,即
;
②当t ≥1,g′(x )≤0 ,函数g(x)在区间[0,1] 单调递减,
,
∴,
又t≥1,
所以t≥4;
③当0<t<1时,令g′(x)=0得(舍去负值),
当时,g′(x)>0;当
时,g′(x)<0,
∴函数g(x)在单调递增,在
单调递减,g(x)在
达到最小值;
要使,则
,无解;
综上所述:t的取值范围是。
已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx。
(1)若函数f(x)过点(-1,2)且在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0,求函数f(x)的解析式;
(2)在(1)的条件下,若对于区间[-3,2]上任意两个自变量的值x1,x2都有|f(x1)-f(x2)|≤t,求实数t的最小值;
(3)当-1≤x≤1时,|f′(x)|≤1,试求a的最大值,并求a取得最大值时f(x)的表达式。
正确答案
解:(1)∵函数f(x)过点
∴ ①
又,函数
在点
处的切线方程为
∴
∴ ②
由①和②解得,
,
故;
(2)由(1),令
解得
∴,
,
,
∴在区间上
,
∴对于区间上任意两个自变量的值
∴
从而t的最小值为20;
(3)∵
则
可得
∵当时,
∴,
,
∴
∴,故a的最大值为
当时,
解得
,
∴a取得最大值时。
若实数x、y、m满足|x-m|<|y-m|,则称x比y接近m。
(I)若x2-1比3接近0,求x的取值范围;
(Ⅱ)对任意两个不相等的正数a、b,证明:a2b+ab2比a3+b3接近2ab;
(Ⅲ)已知函数f(x)的定义域D={x|x≠kπ,k∈Z,x∈R}。任取x∈D,f(x)等于1+sinx和1-sinx中接近0的那个值。写出函数f(x)的解析式,并指出它的奇偶性、最小正周期、最小值和单调性(结论不要求证明)。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得|x2-1|<3,即-3
解得-2
∴x的取值范围是(-2,2);
(Ⅱ)证明:当a、b是不相等的正数时,a3+b3-(a2b+ab2)=(a-b)2(a+b)>0
又
则
于是
接近
;
(Ⅲ)由|1-sinx|< |1+sinx|得1-sinx<1+sinx,即sinx>0,则2kπ
同理,若|1+sinx|< |1-sinx|,则2kπ+π
于是,函数f(x)的解析式是
函数f(x)的大致图象如下:
函数f(x)的最小正周期T=π
函数f(x)是偶函数
当时,函数f(x)取得最小值0
函数f(x)在上单调递减;
在上单调递增。
设关于x的不等式。
(1)当a=3时,解这个不等式;
(2)若不等式解集为R,求a的取值范围。
正确答案
解:(1)当a=3时,,
即,
∴,
当时,化简,得
,解得:
;
当时,化简,得
,不等式不成立;
当时,化简,得
,解得:
,
∴不等式的解集为或
。
(2),
∴,
∴若原不等式解集为R,则。
已知函数f(x)=log2(|x+1|+|x-2|-m).
(1)当m=5时,求函数f(x)的定义域;
(2)若关于x的不等式f(x)≥1的解集是R,求m的取值范围.
正确答案
(1)由题设知:当m=5时:|x+1|+|x-2|>5,
不等式的解集是以下三个不等式组解集的并集:
,或
,或
,
解得函数f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(3,+∞);
(2)不等式f(x)≥1即|x+1|+|x-2|>m+2,
∵x∈R时,恒有|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,
不等式|x+1|+|x-2|>m+2解集是R,
∴m+2<3,m的取值范围是(-∞,1).
故答案为(-∞,1).
已知函数和
,
(Ⅰ)解关于x的不等式;
(Ⅱ)求由曲线和
围成的封闭图形的面积。
正确答案
解:(Ⅰ)∵,
∴要解的不等式可化为,
∴或
或
,
∴或
,
∴不等式的解集为。
(Ⅱ)由消去y,得
,
解得:,
,
∴所求图形的面积为。
已知实数a、b满足关于x的不等式|x2+x+b|≤|2x2-4x-16|对一切x∈R恒成立。
(Ⅰ)请验证:=-2,b=-8满足题意;
(Ⅱ)求出所有满足题意的实数、b,并说明理由;
(Ⅲ)若对一切x>2均有不等式 x2+x+b≥(m+2)x-m-15成立,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)当=-2,b=-8时,对一切x∈R,
恒成立。
(Ⅱ)恒成立,
∴当x=-2或x=4时成立,此时|2x2-4x-16|=0,
即,
得,满足题意的、b的值仅此一对。
(Ⅲ),
即,
即,
∵x>2,
∴恒成立,
(当x=3时,等号成立),
∴m≤2。
不等式组的正整数解集为( )。
正确答案
{6,7,8}
选修4-5:《不等式选讲》
已知函数f(x)=|x-2|-|x-5|.
(I)证明:-3≤f(x)≤3;
(Ⅱ)求不等式f(x)≥x2-8x+15的解集.
正确答案
(I)证明:当x≤2时,f(x)=2-x-(5-x)=-3;
当2<x<5时,f(x)=x-2-(5-x)=2x-7,所以-3<f(x)<3;
当x≥5 时,f(x)=x-2-(x-5)=3.
所以-3≤f(x)≤3.…(5分)
(II)由(I)可知,当x≤2时,f(x))≥x2-8x-8x+15,等价于-3≥x2-8x+15,等价于(x-4)2+2≤0,解集为∅.
当2<x<5时,f(x)≥x2-8x-8x+15,等价于2x-7)≥x2-8x-8x+15,即 x2-10x+22≤0,解得 5-≤x≤5+
,故不等式的解集为{x|5-
≤x<5}.
当x≥5时,f(x))≥x2-8x-8x+15,等价于x2-8x+12≤0,解得2≤x≤6,
∴不等式的解集为 {x|5≤x≤6}.
综上,不等式的解集为{x|5-≤x≤6}.…(10分)
选修4-5;不等式选讲
已知函数f(x)=|2x-a|+a.
(1)若不等式f(x)≤6的解集为{x|-2≤x≤3},求实数a的值;
(2)在(1)的条件下,若存在实数n使f(n)≤m-f(-n)成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)由|2x-a|+a≤6得|2x-a|≤6-a,
∴a-6≤2x-a≤6-a,即a-3≤x≤3,
∴a-3=-2,
∴a=1.(5分)
(2)由(1)知f(x)=|2x-1|+1,令φ(n)=f(n)+f(-n),
则φ(n)=|2n-1|+|2n+1|+2=
∴φ(n)的最小值为4,故实数m的取值范围是[4,+∞).(10分)
已知函数f(x)=x2﹣1,g(x)=a|x﹣1|.
(1)若关于x的方程|f(x)|=g(x)只有一个实数解,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈R时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)求函数h(x)=|f(x)|+g(x)在区间[﹣2,2]上的最大值(直接写出结果,不需给出演算步骤).
正确答案
解答:解:(1)方程|f(x)|=g(x),即|x2﹣1|=a|x﹣1|,
变形得|x﹣1|(|x+1|﹣a)=0,
显然,x=1已是该方程的根,
从而欲原方程只有一解,即要求方程|x+1|=a,
有且仅有一个等于1的解或无解,
结合图形得a<0.
(2)不等式f(x)≥g(x)对x∈R恒成立,即(x2﹣1)≥a|x﹣1|(*)对x∈R恒成立,
①当x=1时,(*)显然成立,此时a∈R;
②当x≠1时,(*)可变形为,令
因为当x>1时,φ(x)>2,当x<1时,φ(x)>﹣2,
所以φ(x)>﹣2,故此时a≤﹣2.
综合①②,得所求实数a的取值范围是a≤﹣2.
(3)因为h(x)=|f(x)|+g(x)=|x2﹣1|+a|x﹣1|=
当时,结合图形可知h(x)在[﹣2,1]上递减,在[1,2]上递增,
且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
经比较,此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在[﹣2,﹣1],上递减,
在,[1,2]上递增,且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在[﹣2,﹣1]14,15上递减, 在
,[1,2]上递增,且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在,
上递减, 在
,
上递增,
且h(﹣2)=3a+3<0,h(2)=a+3≥0,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3.
当时,结合图形可知h(x)在[﹣2,1]上递减,在[1,2]上递增,
故此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为h(1)=0.
综上所述,当a≥0时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3;
当﹣3≤a<0时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3;
当a<﹣3时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为0.
已知关于x的不等式|x-3|+|x-4|<a.
(1)当a=2时,解上述不等式;
(2)如果关于x的不等式|x-3|+|x-4|<a的解集为空集,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)原不等式|x-3|+|x-4|<2
当x<3时,原不等式化为7-2x<2,解得x>,∴
<x<3
当3≤x≤4时,原不等式化为1<2,∴3≤x≤4
当x>4时,原不等式化为2x-7<2,解得x<,∴4<x<
综上,原不等式解集为{x|<x<
};(5分)
(2)法一、作出y=|x-3|+|x-4|与y=a的图象,
若使|x-3|+|x-4|<a解集为空集只须y=|x-3|+|x-4|图象在y=a的图象的上方,
或y=a与y=1重合,∴a≤1
所以,a的范围为(-∞,1],(10分)
法二、:y=|x-3|+|x-4|=
当x≥4时,y≥1
当3≤x<4时,y=1
当x<3时,y>1
综上y≥1,原问题等价为a≤[|x-3|+|x-4|]min∴a≤1(10分)
法三、:∵|x-3|+|x-4|≥|x-3-x+4|=1,
当且仅当(x-3)(x-4)≤0时,上式取等号
∴a≤1.
若实数x、y、m满足|x﹣m|<|y﹣m|,则称x比y接近m.
(1)若2x﹣1比3接近0,求x的取值范围;
(2)对任意两个不相等的正数a、b,证明:a2b+ab2比a3+b3接近.
正确答案
(1)解:若2x﹣1比3接近0,则有|2x﹣1﹣0|<|3﹣0|,
∴|2x﹣1|<3,即﹣3<2x﹣1<3,
解得﹣1<x<2,故x的取值范围为 (﹣1,2).
(2)证明:对任意两个不相等的正数a、b,,
有a2b+ab2 >,
,即
.
又因为|a2b+ab2 ﹣|﹣|
|
=ab(a+b)﹣﹣(a3+b3)+
=ab(a+b)﹣(a+b)(a2+b2﹣ab)
=﹣(a+b)(a﹣b)2<0,
所以,|a2b+ab2 ﹣|<|
|,
即a2b+ab2比a3+b3接近.
已知f(x)=|x|+|x+1|,若对于a∈R,不等式(|a+1|+|a-1|)f(x)≥|4a|恒成立,求实数x的取值范围。
正确答案
解:∵|a+1|+|a-1|>0,
对于,不等式(|a+1|+|a-1|)f(x)≥|4a|恒成立
恒成立,
只需f(x)不小于的最大值,
∵|a+1|+|a-1|≥|(a+1)+(a-1)|=|2a|>0,
当且仅当(a+1)(a-1)≥0,即|a|≥1时取等号,
故,即
的最大值为2,
∴根据题意有|x|+|x+1|≥2,①
当x<-1时,①可化为-x-x-1≥2,解得;
当-1≤x<0时,①可化为-x+x+1≥2,解得x∈;
当x≥0时,①可化为x+x+1≥2,解得;
综上,或
。
(选做题)
设函数f(x)=|2-2x|+|x+3|.
(1)解不等式f(x)>6
(2)若关于x的不等式f(x)≤|2a-1|的解集不是空集,试求实数a的取值范围。
正确答案
解:(1)(- ∞,-1)∪(,+∞)
(2)
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