- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
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
。
已知函数。
(Ⅰ)求不等式的解集;
(Ⅱ)若关于x的不等式恒成立,求实数a的取值范围。
正确答案
解:(I )原不等式等价于或
或
解得或
或
即不等式的解集为
(II)∵
∴。
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)
(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)
对于任意的实数a(a≠0)和b,不等式|a+b|+|a-b|≥ M·|a|恒成立,记实数M的最大值是m。
(1)求m的值;
(2)解不等式|x-1|+|x-2|≤m。
正确答案
解:(1)不等式|a+b|+|a-b|≥M·|a|恒成立,
即对于任意的实数a(a≠0)和b恒成立,
只要M恒小于或等于的最小值,
因为 |a+b|+|a-b|≥ |(a+b)+(a-b)|=2|a|,
所以
即的最小值是2,
所以M≤2,m=2。
(2)当x<1时,原不等式化为-(x-1)-(x-2)≤2,
解得,
所以x的取值范围是
当1≤x≤2时,原不等式化为(x-1)-(x-2)≤2,
得x的取值范围是1≤x≤2
当x>2时,原不等式化为(x-1)+(x-2)≤2,
解得,
所以x的取值范围是
综上所述x的取值范围是。
设全集U=R。
(1)解关于x的不等式|x-1|+a-1>0(a∈R);
(2)记A为(1)中不等式的解集,集合,若(CUA)∩B恰有3个元素,求a的取值范围。
正确答案
解:(1)由得
当时,解集是R
当时,解集是
。
(2)当a>1时,(C∪A)=;
当时,C∪A=
因
由得
,即
所以B=Z
当(CUA)∩B恰有3个元素时,a就满足
解得。
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)
对应系数得;
(2)令g(x)=f(x)+f(x+5),则由的图象知
故。
已知函数f(x)=|2x+1|-|x-3|。
(1)解不等式f(x)≤4;
(2)若存在x使得f(x)+a≤0成立,求实数a的取值范围。
正确答案
解:(1)
做出函数的图像,
它与直线y=4的交点为(-8,4)和(2,4)
∴的解集为[-8,2]。
(2)由的图像可知当x=-
时,
所以存在x使得f(x)+a≤0成立-a≥
a≤
。
(选做题)已知f(x)=|ax+1|(a∈R),不等式f(x)≤3的解集为{x|-2≤x≤1}。
(1)求a的值;
(2)若恒成立,求k的取值范围。
正确答案
解:(1)由|ax+1|≤3得-4≤ax≤2
∵不等式f(x)≤3的解集为{x|-2≤x≤1}.
∴当a≤0时,不合题意;
当a>0时, ,
∴a=2 。
(2)记,
∴h(x)=
∴|h(x)|≤1
∴恒成立,
∴k≥1。
设f(x)=|x+2|+|x-2|,
(1)证明:f(x)≥4;
(2)解不等式f(x)≥x2-2x+4.
正确答案
(1)∵|x+2|+|x-2|=|x+2|+|2-x|≥|(x+2)+(2-x)|=4,
∴f(x)≥4.(5分)
(2)当x<-2时,f(x)=-2x≥x2-2x+4,解集为x∈∅;(7分)
当-2≤x≤2时,f(x)=4≥x2-2x+4,解集为[0,2];(9分)
当x>2时,f(x)=2x≥x2-2x+4,解集为∅(11分)
综上所述,f(x)≥x2-2x+4的解集为[0,2].(12分)
(选做题)
已知函数f(x)=|3x+5|
(I) 解不等式f(x)<x+3;
(II)关于的x不等式f(x)<mx+3m的解集为,求m的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)依题意得,|3x+5|<x+3,
∴,
即,
∴不等式f(x)<x+3的解集为:(﹣2,﹣1);
(Ⅱ)由f(x)<mx+3m得,|3x+5|<mx+3m,
∵f(x)<mx+3m的解集为,
∴mx+3m≤0.
∴当x≥﹣3时,m≤0;
当x<﹣3时,m≥0.
综上所述,当x≥﹣3时,m≤0;当x<﹣3时,m≥0.
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