数学的巧学巧解大全(7)

2019-04-02 11:22

实用标准文案

11

综上所述,当a>1时,x∈(,+∞);当0

1-a1-a

注:有关不等式性质的试题,常以选择题居多,通常采用特例法,排除法比较有效。

二、小小等号也有大作为——绝对值不等式的应用

绝对值不等式:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|。这里a,b既可以表示向量,也可以表示

实数。

当a,b表示向量时,不等式等号成立的条件是:向量a与b共线; 当a,b表示实数时,有两种情形:(1)当ab≥0时,|a+b|=|a|+|b|, |a-b|=||a|-|b||;(2)当ab≤0时,|a+b|=||a|-|b||, |a-b|=|a|+|b|.简单地说就是当a,b同号或异号时,不等式就可转化为等式(部分地转化),这为解决有关问题提供了十分有效的解题工具。如:

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若1<<,则下列结论中不正确的是( )

ab

A、logab>logba B、| logab+logba|>2 C、(logba)<1 D、|logab|+|logba|>|logab+logba|

分析:由已知,得0注:绝对值不等式是一个十分重要的不等式,其本身的应用价值很广泛,但在高考或其他试题中常设计成在等号成立时的特殊情况下的讨论,因此利用等号成立的条件(a,b同号或异号)是解决这一类问题的一个巧解。

2

三、“抓两头 看中间”,巧解“双或不等式”——不等式的解法

(1)解不等式(组)的本质就是对不等式(组)作同解变形、等价变换。 (2)多个不等式组成的不等式组解集的合成——先同向再异向

不等式组的解法最关键的是最后对几个不等式交集的确定。常用画数轴的方法来确定,但毕竟要画数轴.能否不画数轴直接就可得出解集呢?下面的方法就十分有效。可以“先同向再异向”的原则来确定,即先将同向不等式“合并”(求交集),此时“小于小的,大于大的”;最后余下的两个异向不等式,要么为空集,要么为两者之间。

x<1 ①x<3 ②

如解不等式组:x>-3 ③,

x>0 ④-1

?????

先由③④(同>)得x>0(大于大的);再由①②(同<)得x<1(小于小的);再将x>0与x<1分

别与⑤作交集,由x>0与⑤得0

(3)双或不等式组的解集合成

?f1(x)b

形如?的不等式组称为“双或”型不等式组(实际上包括多个“或”型

?f2(x)d

不等式组成的不等式组也在此列),这是解不等式组中的一个难点。解决这类不等式组时常借用数轴来确定,但学生在求解时总会出现一些错误。这里介绍一种不通过数轴的直接方法:

?xb“抓两头 看中间”!如:?,先比较a,b,c,d四个数的大小,如a

?xd

中必含有xd(即抓两头);再看x>b与x

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四、巧用均值不等式的变形式解证不等式

均值不等式是指:a+b≥2ab(a,b∈R) ①;a+b≥2ab( a,b∈R+) ②. 均值不等式是高考的重点考查内容,但其基本公式只有两个,在实际解题时不是很方便。若能对均值不等式进行适当变形,那么在解题时就能达到事半功倍的效果。下面的一些变形式在解题时就很有用,不妨一试。当然你也可以根据需要推导一些公式。如:

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(1) a≥2ab-b③;

是将含一个变量的式子,通过缩小变为含两个变量的式子,体现增元之功效,当然反过来即是减元;

a

(2) ≥2a-b ④; (a,b>0)

b

是将分式化为整式,体现分式的整式化作用;试试下面两个问题如何解: abc

求证:(1)a+b+c≥ab+bc+ac;(2) ++≥a+b+c. (a,b,c>0)

bca

2

2

2

2

2

2

2

2

2

a

(析:(1)由a≥2ab-b得b≥2bc-c ,c≥2ac-a,三式相加整理即得;(2)∵≥2a-b

b

2

2

2

2

2

2

2

∴同样可得另两式,再将三式相加整理即得)。

a+b2

(3)ab≤()⑤;

2

利用不等关系实现两数和与两数积的互化; (4)a+ba+b

??ab ⑥;(a,b>0) 22

22利用不等关系实现两数和、两数的平方和及两数积之间的转化;

注:涉及两数和、两数的平方和及两数积的问题是一个十分常见的问题,利用⑤、⑥两式可以使其中的关系一目了然。从解题分析上看,对解题有很好的导向作用。 xy(x+y)xy

(5)若a,b∈R+,则+≥⑦(当且仅当=时取等号);

aba+bab

此式在解题中的主要作用表现在:从左向右看是“通分”(不是真正的通分)或“合并”,

化多项为一项,项数多了总不是好事;从右向左看,是“分解”或“拆项”,实现“一分为二”的变形策略。这在解不等式相关问题中就很有作为!请看下例:

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例:已知-1

11(1+1)42

分析:由上不等式,立即得到 2+2≥22≥=。

1-a1-b2-a-b2-2ab1-abxyz(x+y+z)

⑦式还可推广到三个或更多字母的情形,即++≥(a,b,c>0); abca+b+cb1b2bn(b1+b2+…+bn)

++…+≥(a1,a2,…,an>0) a1a2ana1+a2+…+an

(6) ax+by≤a+bx+y.(柯西不等式)

此不等式将和(差)式与平方和式之间实现了沟通,灵活应用此式可以很方便地解决许多问题.如下例:

例: 使关于x的不等式x-3+6-x≥k有解的实数k的取值范围是【 】

A 6-3 B 3 C 6+3 D 6

分析:所求k的范围可以转化为求不等式左边的最大值即可,由柯西不等式得 x-3

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+6-x≤2(x-3)+(6-x)=23=6.∴k≤6,∴k的最大值是6.填D.

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五、不等式中解题方法的类比应用

1、三种基本方法:比较法、分析法、综合法。其中比较法可分为作差比较法和作商比较法,不仅在不等式的证明和大小比较中有广泛的应用,同时在其他方面也有很大的作用。如分析法就是一种重要的思维方法,在数学的其他章节中也有广泛的应用。

2、放缩法:是不等式证明中一种十分常用的方法,它所涉及的理论简单,思维简单,应用灵活,因而在解题时有着十分重要的应用。如果能灵活应用放缩法,就可以达到以简驭繁的效果。

活题巧解

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例1若1<<,则下列结论中不正确的是【 】 ...ab

A logab>logba B | logab+logba |>2 C (logba)<1 D |logab|+|logba|>|logab+logba|

【巧解】特例法、排除法

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由已知,可令a=,b=,则logab=log23>1,0

23D两边相等,故选D。

[答案] D。

?|x-2|<2

例2 不等式组?的解集为【 】 2

?log2(x-1)>1

2

(A)

(0,3); (B) (3,2); (C) (3,4);

【巧解】 排除法

令x=3,符合,舍A、B;令x=2,合题,舍D,选C。 [答案] C。

(D) (2,4)。

x1+λx2x2+λx1

例3 已知y=f(x)是定义在R上的单调函数,实数x1≠x2,λ≠-1α=,β=,

1+λ1+λ若|f(x1)-f(x2)|<|f(α)-f(β)|,则【 】

A.λ<0 B.λ=0 C. 0<λ<1 D.λ≥1

【巧解】 等价转化法

1x1+x2

λx2+λx1

显然λ≠0,β==, ∴ α、β分别是以x1,x2为横坐标的点所确定的线段

1+λ1

1+ λ1

以λ和为定比的两个分点的横坐标.由题意知,分点应在线段两端的延长线上,所以λ<0,

λ故选A。

【答案】A。

例4 0

(A)|log(1+a)(1-a) |+| log(1-a)(1+a)|>2 (B)| log(1+a)(1-a)|<| log(1-a)(1+a) | (C)| log(1+a)(1-a)+log(1-a)(1+a)|<| log(1+a)(1-a)|+|log(1-a)(1+a)| (D)| log(1+a)(1-a)-log(1-a)(1+a)|>| log(1+a)(1-a)|-|log(1-a)(1+a)|

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【巧解】换元法、综合法

由于四个选项中只涉及两个式子log(1+a)(1-a) 和log(1-a)(1+a),为了简化运算看清问题的本质,不妨设x= log(1+a)(1-a),y= log(1-a)(1+a),由02 B |x|<|y| C |x+y|< |x|+|y| D |x-y|< |x|-|y| 这样选A就是极自然的事了。

[答案] A。

1 ()x 1a1b

2y 例5已知实数 a,b满足等式()=(),下列五个关系式:1x

23 ()

3

①01 立的关系式有【 】.

(A)1个 (B)2个 (C)3个 (D)4个

a b O x 【巧解】数形结合法

在同一坐标系内同时画出两个函数图象:1x1x

y1=(),y2=(),(如图)作直线y=m(m>0图中平行于x轴的三条虚线),由图象可以看到:当

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例6 如果数列{an}是各项都大于0的等差数列,且公差d≠0,则【 】. (A)a1+a8a4+a5 (D)a1a8=a4a5 【巧解】特例法、排除法

取an=n,则a1=1, a4=4, a5=5, a8=8,∴a1 +a8=a4+a5,故选B。 [答案] B。

y 2222

例7 条件甲:x+y≤4,条件乙:x+y≤2x,那么甲是乙的【 】 A、 充分不必要条件 B、必要不充分条件

C、充分必要条件 D、既非充分也非必要条件

o 1 2 x 【巧解】数形结合法

2222

画示意图如图。圆面x+y≤2x(包括圆周)被另一个圆面x+y≤4包含,结论不是一目了然了吗?

[答案] B

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例8 已知a,b,c均为正实数,则三个数a+, b+, c+与2的关系是【 】

bcaA、都不小于2 B、至少有一个不小于2

C、都不大于2 D、至少有一个不大于2 【巧解】整体化思想

111111111将a+, b+, c+“化整为零”,得a++b++c+= a++b++c+≥6,故已知的三个数中

bcabcaabc至少有一个不小于2。故选B。 [答案] B

3x

例9 解不等式 –1<2<1.

x-4

【巧解】数轴标根法、等价转化法

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原不等式等价于 (3x+x-4)(3x-x+4)<0,即(x+4)(x-1)(x+1)(x-4)>0, 由数轴标根法,知解集为{x|x<-4或-14}。 [答案] {x|x<-4或-14}

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f(x)

注:可以证明不等式m<

g(x)

例10 不等式|x+2|≥|x|的解集是______. 【巧解】 数形结合法 由数轴上点的意义知,上述不等式的意义是数轴上的点x到-2的距离不小于到原点的距离。由图形,易知,x≥-1。

[答案] {x|x≥-1}

例11已知c>0,不等式x+|x-2c|>1的解集是R,求c的取值范围。 【巧解】等价转化法

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要使原不等式的解集为R,只需不等式中不含x即可,故有 x-x+2c>1 ∴ c>。

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[答案] c>

2

注:这里将|x-2c|中去绝对值的讨论简化为符合题意的一种,显然简捷、精彩! 例12已知f(x)=(x-a)(x-b)-2 (a

【巧解】数形结合法

2 令g(x)= (x-a)(x-b),则 f(x)=g(x)-2,由f(x)=0得g(x)=2,因此f(x)=0的两根m,n可看成直线y=2与y=g(x)交点的横坐标,画出

O m a b n x f(x),g(x)的图象,由图象容易得到m

[答案] m

2222

例13 若0

222222

由0c-b,∴(d-a)>(b-c),又(a+d)+(a-d)=(b+c)+(b-c),

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两式相减,得(a+d)<(b+c), ∴ a+d

注:本题的几何意义是:在RtΔABC与RtΔABD中,其中AB为公共的斜边。若BC>BD,则AC

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例14 求征:1+2+2+…+2<2- (n≥2,n∈N*).

23nn【巧解】逆用公式法、放缩法

11

逆用数列的前n项和的方法来求。设想右端2-是某数列{an}的前n项和,即令Sn=2-,nn1111111

则n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2-)-(2-)=-=, 这样问题就转化为2<,而这显

nn-1n-1nn(n-1)nn(n-1)然。

∴命题成立。 [答案] 见证明过程

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例15 已知a>b>c,求证:++>0.

a-bb-cc-a【巧解】放缩法

∵0

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>,而>0,∴ +>, ∴原式a-ba-cb-ca-bb-ca-c


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