- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
设A(x1,y1),B(x2,y2)是平面直角坐标系xOy上的两点,现定义由点A到点B的一种折线距离ρ(A,B)为p(A,B)=|x2-x1|+|y2-y1|。对于平面xOy上给定的不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),
(Ⅰ)若点C(x,y)是平面xOy上的点,试证明ρ(A,C)+ρ(C,B)≥p(A,B);
(Ⅱ)在平面xOy上是否存在点C(x,y),同时满足
①ρ(A,C)+ρ(C,B)=ρ(A,B);②ρ(A,C)=ρ(C,B)。
若存在,请求出所有符合条件的点;若不存在,请予以证明。
正确答案
(Ⅰ)证明:∵,
,
∴
;
(Ⅱ)注意到点A(x1,y1)与点B(x2,y2)不同,下面分三种情形讨论.
(1)若x1=x2,则y1≠y2,
由条件②得,
即,∴
,
由条件①得,
∴,
∴,∴x=x1,
因此,所求的点C为;
(2)若y1=y2,则x1≠x2,类似于(Ⅰ),可得符合条件的点C为;
(3)当x1≠x2且y1≠y2时,不妨设x1<x2,
(ⅰ)若y1<y2,则由(Ⅰ)中的证明知,要使条件①成立,
当且仅当(x-x1)(x2-x)≥0与(y-y1)(y2-y)≥0同时成立,
故x1≤x≤x2且y1≤y≤y2,
从而由条件②,得,
此时所求点C的全体为M={(x,y)|,x1≤x≤x2且y1≤y≤y2};
(ⅱ)若y1>y2,类似地由条件①可得x1≤x≤x2且y2≤y≤y1,
从而由条件②得,
此时所求点的全体为{(x,y)|,x1≤x≤x2且y2≤y≤y1}。
(选做题)设函数,其中
。
(Ⅰ)当时,求不等式
的解集;
(Ⅱ)若不等式的解集为
,求的值。
正确答案
解:(Ⅰ)当时,
可化为
。
由此可得 或
。
故不等式的解集为
或
。
( Ⅱ) 由 得
此不等式化为不等式组
或
即 或
因为,所以不等式组的解集为
由题设可得=
,故
例3.设a>0,b>0,解关于x的不等式:|ax-2|≥bx.
正确答案
原不等式|ax-2|≥bx可化为ax-2≥bx或ax-2≤-bx,
(1)对于不等式ax-2≤-bx,即(a+b)x≤2 因为a>0,b>0即:x≤.
(2)对于不等式ax-2≥bx,即(a-b)x≥2①
当a>b>0时,由①得x≥,∴此时,原不等式解为:x≥
或x≤
;
当a=b>0时,由①得x∈ϕ,∴此时,原不等式解为:x≤;
当0<a<b时,由①得x≤,∴此时,原不等式解为:x≤
.
综上可得,当a>b>0时,原不等式解集为(-∞,]∪[
,+∞),
当0<a≤b时,原不等式解集为(-∞,].
已知函数
(1)试求的值域;
(2)设,若对
恒有g(s)≥()成立,试求实数a的取值范围。
正确答案
解:(1)函数可化为,
∴,即
的值域为
,
(2)若,则
,
当且仅当即
时
,
又由(1)知,若对
,
恒有g(s)≥()成立,即,∴
,解得
∴实数a的取值范围为。
(选做题)已知f(x)=|x+1|+|x﹣1|,不等式f(x)<4的解集为M.
(1)求M;
(2)当a,b∈M时,证明:2|a+b|<|4+ab|.
正确答案
(Ⅰ)解:f(x)=|x+1|+|x﹣1|=
当x<﹣1时,由﹣2x<4,得﹣2<x<﹣1;
当﹣1≤x≤1时,f(x)=2<4;
当x>1时,由2x<4,得1<x<2.
所以M=(﹣2,2).
(Ⅱ)证明:当a,b∈M,即﹣2<a,b<2,
∵4(a+b)2﹣(4+ab)2=4(a2+2ab+b2)﹣(16+8ab+a2b2)=(a2﹣4)(4﹣b2)<0,
∴4(a+b)2<(4+ab)2,
∴2|a+b|<|4+ab|.
已知f(x)=x|x-a|-2。
(1)当a=1时,解不等式f(x)<|x-2|;
(2)当x∈(0,1]时,恒成立,求实数a的取值范围。
正确答案
解:(1)a=1时,f(x)<|x-2|,
即x|x-1|-2<|x-2|(*)
①当x≥2时,由(*)x(x-1)-2<x-2
0<x<2
又x≥2,
∴x∈;
②当1≤x<2时,
由(*)x(x-1)-2<2-x
-2<x<2
又1≤x<2,
∴1≤x<2;
③当x<1时,
由(*)x(1-x)-2<2-x
x∈R
又x<1,
∴x<1
综上:由①②③知原不等式的解集为{x|x<2}。
(2)当x∈(0,1]时,
即恒成立,
也即在x∈(0,1]上恒成立,
而在(0,1]上为增函数,
故,
,当且仅当
即时,等号成立
故。
对于任意实数a(a≠0)和b,不等式|a+b|+|a-2b|≥|a|(|x-1|+|x-2|)恒成立,试求实数x的取值范围。
正确答案
解:原式等价于
设
则原式变为|t+1|+|2t-1|≥|x-1|+|x-2|对任意t恒成立
因为|t+1|+|2t-1|=
最小值为时取到,为
所以有
解得。
(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)
已知函数f(x)=|x﹣a|.
(1)若不等式f(x)≤3的解集为{x|﹣1≤x≤5},求实数a的值;
(2)在(1)的条件下,若f(x)+f(x+5)≥m对一切实数x恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)由f(x)≤3得|x﹣a|≤3,解得a﹣3≤x≤a+3.
又已知不等式f(x)≤3的解集为{x|﹣1≤x≤5},
所以 解得a=2.
(2)当a=2时,f(x)=|x﹣2|.
设g(x)=f(x)+f(x+5),
于是
所以当x<﹣3时,g(x)>5;
当﹣3≤x≤2时,g(x)=5;
当x>2时,g(x)>5.
综上可得,g(x)的最小值为5.
从而,若f(x)+f(x+5)≥m
即g(x)≥m对一切实数x恒成立,则m的取值范围为(﹣∞,5].
解不等式:。
正确答案
解:的零点为-3,
的零点为5,
∴原不等式的解集为下列三个不等式组的解集的并集:
①,即
,此不等式组无解;
②,即
,∴
;
③,即
,∴
;
∴原不等式的解集是。
(选做题)已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|。
(1)当a=-3时,求不等式f(x)≥3的解集;
(2)若f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求a的取值范围。
正确答案
解:(1)当a=-3时,f(x)≥3
即|x-3|+|x-2|≥3,
即 ,或
,或
解得 x≤1或x≥4,
故不等式的解集为 {x|x≤1或x≥4}。
(2)原命题即f(x)≤|x-4|在[1,2]上恒成立,等价于|x+a|+2-x≤4-x在[1,2]上恒成立,
等价于-2-x≤a≤2-x在[1,2]上恒成立,
解得-3≤a≤0,故a的取值范围为[-3,0]。
(选做题)已知函数。
(1)求x的取值范围,使为常函数;
(2)若关于x的不等式有解,求实数a的取值范围。
正确答案
解:(1)
所以当时,
为常函数。
(2)由(1)得函数的最小值为4,
a的取值范围为。
设函数f(x)=|x﹣a|+3x,其中a>0.
(Ⅰ)当a=1时,求不等式的解集;
(Ⅱ)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤﹣1},求a的值
正确答案
解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)≥3x+2可化为|x﹣1|≥2,
∴x≥3或x≤﹣1.
故不等式f(x)≥3x+2的解集为{x|x≥3或x≤﹣1}.
(Ⅱ) 由f(x)≤0得|x﹣a|+3x≤0,
此不等式可化为不等式组 或
,
即 或
,
因为a>0,
所以不等式组的解集为
由题设可得 =﹣1,故a=2.
已知函数f(x)=|x﹣3|+|x﹣4|.
(Ⅰ)求不等式f(x)<2的解集;
(Ⅱ)若不等式f(x)<2a的解集不是空集,求a的取值范围.
正确答案
解:由题意,f(x)=|x﹣3|+|x﹣4|=
(Ⅰ)不等式f(x)<2等价于或
或
,
∴2.5<x<4.5;
(Ⅱ)∵f(x)=|x﹣3|+|x﹣4|=
∴f(x)min=1
∵不等式f(x)<2a的解集不是空集,
∴1<2a
∴
∴a的取值范围为
已知函数f(x)和g(x)的图象关于原点对称,且f(x)=x2+2x.
(Ⅰ)求函数g(x)的解析式;
(Ⅱ)解不等式g(x)≥f(x)-|x-1|.
正确答案
解:(Ⅰ)设函数y=f(x)的图象上任意一点Q(x0,y0)关于原点的对称点为P(x,y),则P在g(x)的图象上,
且 ,即
∵点Q(x0,y0)在函数y=f(x)的图象上,
∴﹣y=x2﹣2x,即y=﹣x2+2x,故,g(x)=﹣x2+2x.
(Ⅱ)由g(x)≥f(x)﹣|x﹣1|,可得2x2﹣|x﹣1|≤0
当x≥1时,2x2﹣x+1≤0,此时不等式无解.
当x<1时,2x2+x﹣1≤0,解得﹣1≤x≤.因此,原不等式的解集为[﹣1,
].
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