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题型:简答题
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简答题

(选做题)选修4-5:不等式选讲

已知|x1-2|<1,|x2-2|<1.

(Ⅰ)求证:|x1-x2|<2;

(Ⅱ)若f(x)=x2-x+1,求证:|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|≤5|x1-x2|.

正确答案

证明:(I)∵|x1-x2|=|(x1-2)-(x2-2)|≤|x1-2|+|x2-2|<1+1=2,

∴|x1-x2|<2 成立.

(II)|f(x1)-f(x2)|=|x12-x22-x1+x2|=|x1-x2||x1+x2-1|,∵|x1-2|<1,∴-1<x1-2<1,即1<x1<3,

同理1<x2<3,∴2<x1+x2<6.∵2<x1+x2<6,∴1<x1+x2-1<5,

∵0≤|x1-x2|<2,|x1-x2|≤|x1-x2||x1+x2-1|≤5|x1-x2|,

∴|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|≤5|x1-x2|.

解析

证明:(I)∵|x1-x2|=|(x1-2)-(x2-2)|≤|x1-2|+|x2-2|<1+1=2,

∴|x1-x2|<2 成立.

(II)|f(x1)-f(x2)|=|x12-x22-x1+x2|=|x1-x2||x1+x2-1|,∵|x1-2|<1,∴-1<x1-2<1,即1<x1<3,

同理1<x2<3,∴2<x1+x2<6.∵2<x1+x2<6,∴1<x1+x2-1<5,

∵0≤|x1-x2|<2,|x1-x2|≤|x1-x2||x1+x2-1|≤5|x1-x2|,

∴|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|≤5|x1-x2|.

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题型:简答题
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简答题

已知a>0,b>0,c>0,d>0,求证(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd.

正确答案

证明:由于a>0,b>0,c>0,d>0,

则(ab+cd)(ac+bd)=a2bc+b2ad+c2ad+d2bc

=(a2+d2)bc+(b2+c2)ad

≥2adbc+2bcad=4abcd,

当且仅当a=d,b=c取得等号.

则有(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd成立.

解析

证明:由于a>0,b>0,c>0,d>0,

则(ab+cd)(ac+bd)=a2bc+b2ad+c2ad+d2bc

=(a2+d2)bc+(b2+c2)ad

≥2adbc+2bcad=4abcd,

当且仅当a=d,b=c取得等号.

则有(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd成立.

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题型: 单选题
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单选题

ab>0,则①|a+b|>|a|②|a+b|<|b|③|a+b|<|a-b|④|a+b|>|a-b|四个式中正确的是(  )

A①②

B②③

C①④

D②④

正确答案

C

解析

解:对于①|a+b|>|a|;因为ab>0,即a、b同号且都不为0,则|a+b|=|a|+|b|>|a|,故成立.

对于②|a+b|<|b|;因为ab>0,即a、b同号且都不为0,则|a+b|=|a|+|b|>|b|,故不成立

对于③|a+b|<|a-b|;因为根据绝对值不等式|a+b|=|a|+|b|>|a-b|,故显然不成立.

对于④|a+b|>|a-b|;因为根据绝对值不等式|a+b|=|a|+|b|>|a-b|,故成立.

故①④正确.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

解不等式

(1)|x-2|<|x+1|;

(2)4<|2x-3|≤7.

正确答案

解:(1)|x-2|<|x+1|,两边平方可得x2-2x+4<x2+2x+1,∴

∴不等式的解集为{x|};

(2)4<|2x-3|≤7,等价于4<2x-3≤7或-7≤2x-3<-4

∴不等式的解集为{x|}.

解析

解:(1)|x-2|<|x+1|,两边平方可得x2-2x+4<x2+2x+1,∴

∴不等式的解集为{x|};

(2)4<|2x-3|≤7,等价于4<2x-3≤7或-7≤2x-3<-4

∴不等式的解集为{x|}.

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题型:简答题
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简答题

已知x>y>0,求证:-

正确答案

证明:由x>y>0,可得x-y>0,

要证-

即证+

即有x<y+x-y+2

即为2>0,显然成立.

则有-成立.

解析

证明:由x>y>0,可得x-y>0,

要证-

即证+

即有x<y+x-y+2

即为2>0,显然成立.

则有-成立.

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题型:简答题
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简答题

记关于x的不等式<0的解集为P,不等式(1+x)(1-|x|)≥0的解集为Q

(1)若a=2,求集合P,Q和P∩Q;

(2)若P∪Q=Q,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)a=2代入,得

所以P={x|-1<x<2}(4分),

不等式(1+x)(1-|x|)≥0⇔

解得:0≤x≤1或x<0.

∴Q={x|x≤1};

P∩Q={x|-1<x≤1};

(2)Q={x|x≤1}(6分)

①当a>-1时,∴P={x|-1<x<a}(8分)

∵P∪Q=Q,∴P⊆Q(10分)

所以-1<a≤1,

②当a=-1时,∴P=∅,

∵P∪Q=Q,∴P⊆Q

所以a=-1,

③当a>-1时,∴P={x|a<x<-1}(14分)

∴P⊆Q,有P∪Q=Q,

∴所以a<-1,

综上所述,a的取值范围a≤1.(16分)

解析

解:(1)a=2代入,得

所以P={x|-1<x<2}(4分),

不等式(1+x)(1-|x|)≥0⇔

解得:0≤x≤1或x<0.

∴Q={x|x≤1};

P∩Q={x|-1<x≤1};

(2)Q={x|x≤1}(6分)

①当a>-1时,∴P={x|-1<x<a}(8分)

∵P∪Q=Q,∴P⊆Q(10分)

所以-1<a≤1,

②当a=-1时,∴P=∅,

∵P∪Q=Q,∴P⊆Q

所以a=-1,

③当a>-1时,∴P={x|a<x<-1}(14分)

∴P⊆Q,有P∪Q=Q,

∴所以a<-1,

综上所述,a的取值范围a≤1.(16分)

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题型:简答题
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简答题

用适合的方法证明下列命题:

(1)(a≥2)

(2)若a,b为两个不相等的正数,且a+b=1,则>4.

正确答案

证明:(1)-=

==

同理可得,-=

++

即有

即为--

(2)由a+b=1,(a,b>0且a≠b),

=(a+b)(+)=2++>2+2=4,

>4.

解析

证明:(1)-=

==

同理可得,-=

++

即有

即为--

(2)由a+b=1,(a,b>0且a≠b),

=(a+b)(+)=2++>2+2=4,

>4.

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题型:简答题
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简答题

若x2+y2≤1,求证:①;②

正确答案

证明:由x2+y2≤1,可设x=rcosθ,y=rsinθ(|r|≤1,0≤θ≤2π).

①|x+y|=|rcosθ+rsinθ|=|r|

∴|x+y|成立.

②|x2+2xy-y2|=|r2cos2θ+2r2sinθcosθ-r2sin2θ|=r2|cos2θ+sin2θ|=

解析

证明:由x2+y2≤1,可设x=rcosθ,y=rsinθ(|r|≤1,0≤θ≤2π).

①|x+y|=|rcosθ+rsinθ|=|r|

∴|x+y|成立.

②|x2+2xy-y2|=|r2cos2θ+2r2sinθcosθ-r2sin2θ|=r2|cos2θ+sin2θ|=

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题型:填空题
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填空题

选修4-5:不等式选讲

不等式a2-3a≤|x+3|+|x-1|对任意实数x恒成立,实数a的取值范围为______

正确答案

-1<a<4

解析

解:根据函数y=f(x)=|x+3|+|x-1|的几何意义知:ymin=4.

要使不等式a2-3a≤|x+3|+|x-1|对任意实数x恒成立,

只需a2-3a≤(|x+3|+|x-1|)min

即a2-3a≤4,

解得-1<a<4,

所以实数a的取值范围为-1<a<4.

故答案为:-1<a<4.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=|x-1+a|+|x-a|

(1)若a≥2,x∈R,证明:f(x)≥3;

(2)若f(1)<2,求a的取值范围.

正确答案

(1)证明:f(x)=|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|

∵a≥2,∴|2a-1|≥3,

∴f(x)≥3;

(2)解:f(1)=|a|+|1-a|

a≤0时,f(1)=|a|+|1-a|=1-2a

∵f(1)<2,∴1-2a<2,∴a>-

∴-<a≤0;

0<a≤1时,f(1)=1<2恒成立;

a>1时,f(1)=|a|+|1-a|=2a-1

∵f(1)<2,∴2a-1<2,∴a<

∴1<a<

综上,a的取值范围是(-).

解析

(1)证明:f(x)=|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|

∵a≥2,∴|2a-1|≥3,

∴f(x)≥3;

(2)解:f(1)=|a|+|1-a|

a≤0时,f(1)=|a|+|1-a|=1-2a

∵f(1)<2,∴1-2a<2,∴a>-

∴-<a≤0;

0<a≤1时,f(1)=1<2恒成立;

a>1时,f(1)=|a|+|1-a|=2a-1

∵f(1)<2,∴2a-1<2,∴a<

∴1<a<

综上,a的取值范围是(-).

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题型:填空题
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填空题

已知关于x的不等式|x-3|+|x-4|<a,如果不等式的解集为空集,则实数a的取值范围为______

正确答案

(-∞,1]

解析

解:由于|x-3|+|x-4|表示数轴上的x对应点到3和4对应点的距离之和,其最小值等于1,

若不等式|x-3|+|x-4|<a的解集为空集,则有a≤1,

故实数a的取值范围为(-∞,1].

故答案为 (-∞,1].

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题型:填空题
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填空题

若不等式对于一切非零实数x均成立,则实数a的取值范围是______

正确答案

(-3,3)

解析

解:因为=4,所以的最小值为4,

不等式对于一切非零实数x均成立,所以4>|a|+1,

解得a∈(-3,3).

故答案为:(-3,3).

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题型:简答题
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简答题

已知0<x<1,证明:

正确答案

证明:由0<x<1,可得

-x==>0,

即有>x;

x-x2=x(1-x)>0,即有x>x2

则有

解析

证明:由0<x<1,可得

-x==>0,

即有>x;

x-x2=x(1-x)>0,即有x>x2

则有

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题型:简答题
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简答题

已知x,y,z均为正数.求证:

正确答案

证明:因为x,y,z都是为正数,

所以   ①

同理可得

                    ②

                    ③

当且仅当x=y=z时,以上三式等号都成立.

将上述三个不等式两边分别相加,并除以2,

得:

解析

证明:因为x,y,z都是为正数,

所以   ①

同理可得

                    ②

                    ③

当且仅当x=y=z时,以上三式等号都成立.

将上述三个不等式两边分别相加,并除以2,

得:

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=|x-1|+|x+1|;

(Ⅰ)求不等式f(x)≥3的解集;

(Ⅱ)若关于x的不等式f(x)≥a2-a恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(I)∵f(x)=

∴f(x)≥3等价于

解得,∅,

故不等式f(x)≥3的解集是{x|}.

(II)由(I)可知:在R上,[f(x)]min=2.

∴关于x的不等式在f(x)≥a2-a上恒成立⇔a2-a≤[f(x)]min=2.

∴a2-a-2≤0,解得-1≤a≤2.

∴实数a的取值范围是[-1,2].

解析

解:(I)∵f(x)=

∴f(x)≥3等价于

解得,∅,

故不等式f(x)≥3的解集是{x|}.

(II)由(I)可知:在R上,[f(x)]min=2.

∴关于x的不等式在f(x)≥a2-a上恒成立⇔a2-a≤[f(x)]min=2.

∴a2-a-2≤0,解得-1≤a≤2.

∴实数a的取值范围是[-1,2].

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