已知a b c 0,b,c全不为零,证明:线性方程组bx+ay=c,cx+az=b,bz+cy=a

T A B A C C O Night - 歌单 - 网易云音乐
T A B A C C O Night
无流派 适合各种黑暗的房间
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求函数f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z) 的最大值。
设a,b,c;x,y,z∈R+,满足:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c。
求相关信息f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z) 的最大值。
本人认为该命题不很严谨,有缺陷.
从题设条件:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c [射影定理]
可解得:
x=(b^2+c^2-a^2)/(2bc)>0,
y=(c^2+a^2-b^2)/(2ca)>0,
z=(a^2+b^2-c^2)/(2ab)>0。
即等价于:x^2+y^2+z^2+2xyz=1
b^2+c^2-a^2>0,c^2+a^2-b^2>0,a^2+b^2-c^2>0
那么a,b,c就不是仅仅a,b,c∈R+,而是a,b,c可构成锐角三角形三边长了.
因此f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z)
只有严格上界2-√2,没有最大值.
上次小王提......
设a,b,c;x,y,z∈R+,满足:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c。
求相关信息f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z) 的最大值。
本人认为该命题不很严谨,有缺陷.
从题设条件:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c [射影定理]
可解得:
x=(b^2+c^2-a^2)/(2bc)>0,
y=(c^2+a^2-b^2)/(2ca)>0,
z=(a^2+b^2-c^2)/(2ab)>0。
即等价于:x^2+y^2+z^2+2xyz=1
b^2+c^2-a^2>0,c^2+a^2-b^2>0,a^2+b^2-c^2>0
那么a,b,c就不是仅仅a,b,c∈R+,而是a,b,c可构成锐角三角形三边长了.
因此f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z)
只有严格上界2-√2,没有最大值.
上次小王提出了:
在锐角三角形ABC中,R,r,s分别表示三角形ABC的外接圆半径,内切圆半径和半周长.
求证 [(7-2√2)R-2r]s^2>R(4R+r)^2
就是与该问题有关,参见
上述命题可改为
设a,b,c是非钝角三角形三边长,x,y,z>=0,且满足:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c.
求函数f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z) 的最大值.
其他答案(共3个回答)
好热闹!我也来凑几句.
如楼主所说,本题的背景是2005年全国高中数学联赛加试题第2题,这道竞赛题由江西陶平生先生命制,因此我们不得不从陶先生说开去.
陶先生于1991年在《数学通讯》上曾发表题为“Garfunkel-Bankoff不等式的一个等价命题”的文章,给出了如下关于三角形的不等式:(1+cos2A)/(1+cosA)+(1+cos2B)/(1+cosB)+(1+cos2C)/(1+cosC)>=1(1),显然这个不等式等价于:(cosA)^2/(1+cosA)+(cosB)^2/(1+cosB)+(cosC)^2/(1+cosC)>=1/2(2),注意到射影定理:a=bcosC+ccosB,b=ccosA+acosC,c=acosB+bcosA,(3),在(2),(3)中令cosA=x,cosB=y,cosC=z,便将不等式(2)这道陈题隐蔽起来,从而向参赛选手们推出了2005年的加试题.
至于这道2005年的竞赛题的官方解答之所以“先将代数不等式几何化,再几何不等式代数化”,是因为陶先生受到他所建立的一个“三角形证题系统”(令cotA=u,cotB=V,cotC=w,将三角形不等式代数化)的束缚,从而导致证明的复杂化.估计不会有参赛选手给出与官方解答相同的证明.其实在这道竞赛题的多种证法中,“将代数不等式进行到底”也许是最为快捷的.
在本题中,由于x,y,z可以由a,b,c唯一表示,即f(x,y,z)=g(a,b,c),由于a,b,c是可以变化的,所以g(a,b,c)可以认为是三元函数,但是由于g(a,b,c)是一个齐次(对称)函数,故可令b/a=u,c/a=v,于是有g(a,b,c)=h(u,v),从而达到降维的目的,因此,这个函数f本质上的确是一个二元函数.另一方面,由不等式的齐次性,令a+b+c=1,则在此约束条件下也可使函数“降维”,且可知动点(a,b,c)的确落在平面:a+b+c=1上. 因此,前面评论中各位的见解(除山路水桥老师的“(x,y,z)是一个定点”外)都是正确的.
最后,给楼主一个建议:可将题目修正为:
设a,b,c>0,x,y,z>=0,且满足:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c.
求函数f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z) 的最大值.
参考文献:
[1]陶平生.Garfunkel-Bankoff不等式的一个等价命题.《数学通讯》[J].1991年第7期.27
[2]陶平生.三角形不等式的一个证题系统.中国初等数学研究文集[M].河南教育出版社,1992年6月.858-869
任何人都不可能保证自己的想法(解答)永远没有不全面的地方,所以就希望有讨论,有改进。
我承认是一个初等数学的外行,但总觉得初等数学和高等数学有相同的地方。
总想谈谈自己对某些初等数学问题的“粗浅”的看法,使解答“完善”;
或对某些现成的解法提提“不成熟”的改进意见,使解答“完美”。
解决问题第一,但是为什么就不能使解答更完善,使人欣赏到更漂亮的过程。但是这里却缺少讨论的氛围。
【本解答或许是100年争论不清的奇谈怪论,只希望有人能注意到尚有此不同的观点就可以了】。
【【【由于本人精力有限,或者说理屈词穷,几天后就将此解答全部撤销】】】。
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对于函数f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/(1+z)来说。
其自变量虽然有“被指定的定义域”的限制,但是他在没有其他约束条件下,定义域毕竟属于【3D】还有3个自由度,即它是个三元函数。
这是没有约束条件下的讲法,有了约束条件问题就变得复杂了,幸好这里的约束条件都是“线性”的“等式”,而且约束条件间和定义域之间是“相容”的。问题也就不那么复杂了。
当加上了第一个线性等式约束条件后,定义域由【3D】变成了【2D】,自变量所对应的“点”已经被限制在“一个平面的区域”上取了,已经只有2个自由度了。
即它已经不再是个三元函数了。本质上是个有3个中间变量,2个自变量的二元函数。
当再加上第二个线性等式约束条件后,定义域由【2D】变成了【1D】,自变量所对应的“点”已经被限制在“一条直线段区域”上取了,这时已经只有1个自由度了。
本质上是个有3个中间变量,1个自变量的一元函数了。
一般情况下,一个三元函数最多有两个约束条件。如果有了三个约束条件,则所谓的“定义域”很可能只是有限的几个点了。
对于本题的具体情况,第三个线性等式约束条件一出现,函数就只能定义在一个点上了,而这个点的坐标是由方程组cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c 唯一确定的:
x=(b^2+c^2-a^2)/(2bc),y=(c^2+a^2-b^2)/(2ca),z=(a^2+b^2-c^2)/(2ab)。
那么“自变量”也就无所谓自“变”量了。“函数值”都被唯一确定了,还有什么最大最小可言?
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【附注一( 15:30)】zhh2360的猜测是合理的,我本来也有这样的猜测。因为对问题的提法要做彻底改变,而且对彻底改变提法的【新问题】,我也没有能力解决。所以只能对【原问题】做一个评论。
【zhh2360猜测】的合理性就是:将一个六元函数,通过三个约束条件,使问题在【本质上】变成六个中间变量,三个自变量的问题。
难道真有必要如此转弯抹角地,最后得到求
(cosA)^2/(1+cosA)+(cosB)^2/(1+cosB)+(cosC)^2/(1+cosC)
最大值的问题。
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【附注二( 07:50)】zhh2360 ( 23:36)说道:
对于3个三个约束条件的条件极值的解法,可以用变量为a,b,c表示x,y,z,也可以将3个三个条件看成以a,b,c为变量的线性方程组,由于a,b,c不全为0,所以其行列式=0=1-2xyz-x^2-y^2-z^2。
你的这个过程全部是正确的,这是齐次线性方程组有非零解的充要条件。
但是题意条件要【强】得多,【a,b,c全是正数】被你减弱为【a,b,c不全为0】。
条件 x^2+y^2+z^2+2xyz=1只保证除了零解外,还存在非零解。
所以我认为除了 x^2+y^2+z^2+2xyz=1 外,还应该有两个条件,以保证【a,b,c全是正数】。
我相信最后这个六元函数通过三个约束条件终究会化得三元函数:
(cosA)^2/(1+cosA)+(cosB)^2/(1+cosB)+(cosC)^2/(1+cosC)。
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【附注三( 10:55)】
pantum-04-21 08:31) 说道:从楼主的口气可感受到,圣人的解答可以被采纳了!呵呵
尊敬pantum0500:请你不要这样说,大家可以讨论。
请不要不屑于指出别人的错误。
也不要吝啬对别人的支持和捧场。
我没有说,我一定正确。我不能不懂装懂,我根本没能力解决这个问题,或者说【还没有能力认识到】这个题是正确的、有解的。
我再强调一下:这个解答几天之后就将全部撤销。
设a,b,c;x,y,z∈R+,满足:cy+bz=a,az+cx=b,bx+ay=c。
求函数f(x,y,z)=x^2/(1+x)+y^2/(1+y)+z^2/...
若x:y:z=a:b:c
则x/y=a/b,x/z=a/c
因此x/a=y/b=z/c
所以 x*(1/a)=y*(1/b)=z*(1/c)
三段同乘abc,得...
只有一个未知数、且未知数的最高次幂为二次的方程式叫一元二次方程。任何一元二次方程都可化为标准形式后用求根公式求解。
若a,b,c∈R+,则(a+b+c)/3≥3√abc,当且仅当a=b=c .
注:(a+b+c)/3≥3√abc右边的3应当理解为根指数,即所证不等式应为:(a...
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年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .第一节不等式的概念与性质A 组三年高考真题( 年)1.(2016? 浙江,5)已知 a,b>0 且 a≠1,b≠1,若 logab>1,则( A.(a-1)(b-1)<0 C.(b-1)(b-a)<
0 ) B.(a-1)(a-b)>0 D.(b-1)(b-a)>02.(2015? 浙江,6)有三个房间需要粉刷,粉刷方案要求:每个房间只用一种颜色,且三个房间 颜色各不相同.已知三个房间的粉刷面积(单位:m2)分别为 x,y,z,且 x<y<z,三种颜色 涂料的粉刷费用(单位: 元/m2)分别为 a, b, c, 且 a<b<c.在不同的方案中, 最低的总费用(单 位:元)是( A.ax+by+cz C.ay+bz+cx3 2) B.az+by+cx D.ay+bx+cz )3.(2014? 浙江,7)已知函数 f(x)=x +ax +bx+c,且 0<f(-1)=f(-2)=f(-3)≤3,则( A.c≤3 C.6<c≤9 4.(2014? 四川,5)若 a>b>0,c<d<0,则一定有( a b A. > d c a b C. > c d B.3<c≤6 D.c>9 ) a b B. < d c a b D. < c dB 组两年模拟精选( 年)1.(2016? 太原测评)已知 a&0,0&b&1,则下列结论正确的是( A.a&ab C.ab&ab2 B.a&ab2 D.ab&ab2 ) )2.(2016? 眉山市一诊)若 a,b,c 为实数,则下列命题中正确的是( A.若 a>b,则 ac2>bc2 B.若 a<b,则 a+c<b+c C.若 a<b,则 ac<bc 1 1 D.若 a<b,则 > a b1
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .3.(2015? 山东青岛质检)设 a<b<0,则下列不等式中不成立的是( 1 1 A. > a b C.|a|>-b 1 1 B. > a-b a D. -a> -b)4.(2015? 广东湛江二模)已知 a,b,c 满足 c<b<a 且 a>0,ac<0,则下列选项中不一定能成 立的是( c b A. < a a b2 a2 C. > c c ) b-a B. >0 c a-c D. <0 ac )5.(2015? 湖南十三校联考)若 a>b>0,则下列不等式中一定成立的是( 1 1 A.a+ >b+ b a 1 1 C.a- >b- b a b b+1 B. > a a+1 2a+b a D. > a+2b b6.(2016? 河南适应性测试)已知 a&b,ab≠0,则下列不等式中: 1 1 ①a2&b2;② & ;③a3&b3;④a2+b2&2ab, a b 恒成立的不等式的个数是________. 7.(2015? 辽宁五校联考)对于实数 a,b,c,有下列命题: 1 1 ①若 a>b,则 ac<bc;②若 ac2>bc2,则 a>b;③若 a>b, > ,则 a>0,b<0. a b 其中真命题为________(把正确命题的序号写在横线上).2
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .答案精析A 组三年高考真题( 年)1.解析由 a,b>0 且 a≠1,b≠1,及 logab>1=logaa 可得:当 a>1 时,b>a>1;当 0<a<1 时,0<b<a<1,代入验证只有 D 满足题意. 答案 D 2.解析作差比较,∵x<y<z,a<b<c, (az+by+cx)-(ax+by+cz)=a(z-x)+c(x-z)=(a-c)(z-x)<0, ∴az+by+cx<ax+by+cz; (az+by+cx)-(ay+bz+cx)=a(z-y)+b(y-z)=(a-b)(z-y)<0, ∴az+by+cx<ay+bz+cx; (ay+bz+cx)-(ay+bx+cz)=b(z-x)+c(x-z)=(b-c)(z-x)<0, ∴ay+bz+cx<ay+bx+cz, ∴az+by+cx 最小.故选 B. 答案 B? ? ?-1+a-b+c=-8+4a-2b+c ?a=6 3.解析由已知得? ,解得? , ?-1+a-b+c=-27+9a-3b+c ?b=11 ? ?又 0<f(-1)=c-6≤3,所以 6<c≤9. 答案 C 1 1 4.解析∵c<d<0,∴0> > , c d 1 1 ∴- >- >0,又 a>b>0, d c a b ∴- >- ,故选 B. d c 答案 BB 组两年模拟精选( 年)1.解析由题意得 ab-ab2=ab(1-b)&0,所以 ab&ab2,故选 C. 答案 C 2.解析对于 A:当 c=0 时,ac2=bc2,排除 A; 对于 C:当 c=0 时 ac=bc,排除 C; 1 1 对于 D:当 a=-1,b=1 时, < ,排除 D,故选 B. a b 答案 B 1 1 1 1 3.解析由题设得 a<a-b<0,所以有 < 成立,即 > 不成立. a-b a a-b a 答案 B3
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .1 b c 4.解析由 b>c,a>0,即 >0,可得 > ,故 A 恒成立. a a a b-a ∵b<a,∴b-a<0,又 c<0,∴ >0,故 B 恒成立. c a-c ∵c<a,∴a-c>0,又 ac<0,∴ <0,故 D 恒成立. ac b2 a2 当 b=-2,a=1 时,b2>a2,而 c<0,∴ < ,故 C 不恒成立,选 C. c c 答案 C 5.解析检验法:取 a=2,b=1,排除 B 和 D; 1 1 另外,函数 f(x)=x- 是(0,+∞)上的增函数,但函数 g(x)=x+ 在(0,1]上递减,在[1,+∞) x x 上递增,所以当 a>b>0 时,f(a)>f(b)必定成立,但 g(a)>g(b)未必成立,排除 C; 1 1 1 1 而 a- >b- ?a+ >b+ ,故选 A. a b b a 答案 A 6.解析当 a=1,b=-2 时,显然①②不成立; 对于③,当 a,b 异号时,a&0&b 时,显然有 a3&0&b3; 当 a,b 同号时,a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2)&0,所以③恒成立; 对于④,a2+b2-2ab=(a-b)2&0,所以 a2+b2&2ab,即④恒成立. 综上所述,不等式中恒成立的个数为 2. 答案 2 7.解析若 c≥0,①不成立; 由 ac2>bc2 知 c2≠0,则 a>b,②成立; 1 1 b-a 当 a>b 时, - = >0,则 a>0,b<0,③成立. a b ab 答案②③第二节不等式的解法A 组三年高考真题( 年)2x+1 1.(2015? 山东,8)若函数 f(x)= x 是奇函数,则使 f(x)>3 成立的 x 的取值范围为( 2 -a A.(-∞,-1) C.(0,1) B.(-1,0) D.(1,+∞) )4
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) . ? ?x?x+2?>0, 2.(2014? 大纲全国,3)不等式组? 的解集为( ?|x|<1 ?)A.{x|-2<x<-1} C.{x|0<x<1}2B.{x|-1<x<0} D.{x|x>1}3.(2015? 广东,11)不等式-x -3x+4&0 的解集为________(用区间表示). 4.(2015? 江苏,7)不等式 2x2-x<4 的解集为________.B 组两年模拟精选( 年)1.(2016? 江西八所重点中学联考)设集合 A={x|a-2&x&a+2},B={x|x2-4x-5&0},若 A?B, 则实数 a 的取值范围为( A.[1,3] C.[-3,-1] ) B.(1,3) D.(-3,-1)2.(2016? 河南洛阳质检)若不等式 x2-2ax+a>0 对一切实数 x∈R 恒成立,则关于 t 的不等式 at2+2t-3<1 的解集为( A.(-3,1) C.? 3.(2015? 珠海模拟)不等式-2x2+x+3&0 的解集是( A.{x|x&-1} 3? ? ? C.?x? ?-1&x&2? ?) B.(-∞,-3)∪(1,+∞) D.(0,1) ) 3? ? ? B.?x? ?x&2? ? ?3? ? ? D.?x? ?x&-1或x&2?(x-a)(x-b) 4.(2015? 辽宁丹东调研)关于 x 的不等式 ≥0 的解为{x|-1≤x<2 或 x≥3}, 则点 x-c P(a+b,c)位于( A.第一象限 C.第三象限 ) B.第二象限 D.第四象限 )x ? ?2(x≥0), 5.(2015? 长春第二次调研)已知函数 f(x)=? 则 f[f(x)]≥1 的充要条件是( ?x2(x<0), ? A.x∈(-∞,- 2] B.x∈[4 2,+∞) C.x∈(-∞,-1]∪[4 2,+∞) D.x∈(-∞,- 2]∪[4,+∞)1 9 6.(2015? 山西省三诊)正数 a,b 满足 + =1,若不等式 a+b≥-x2+4x+18-m 对任意实数 x a b5
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .恒成立,则实数 m 的取值范围是( A.[3,+∞) C.(-∞,6]) B.(-∞,3] D.[6,+∞)7.(2016? 四川绵阳诊断)已知函数 f(x)=-x2+ax+b(a,b∈R)的值域为(-∞,0],若关于 x 的 不等式 f(x)>c-1 的解集为(m-4,m+1),则实数 c 的值为________. 8.(2015? 山东省实验中学二诊)已知函数 f(x)=x2+2ax-a+2. (1)若对于任意 x∈R,f(x)≥0 恒成立,求实数 a 的取值范围; (2)若对于任意 x∈[-1,1],f(x)≥0 恒成立,求实数 a 的取值范围; (3)若对于任意 a∈[-1,1],x2+2ax-a+2>0 恒成立,求实数 x 的取值范围.答案精析A 组三年高考真题( 年)1.解析∵f(x)为奇函数, ∴f(-x)=-f(x), 2 x+1 2x+1 即 -x =- x , 2 -a 2 -a-整理得(1-a)(2x+1)=0,∴a=1, 2x+1 ∴f(x)>3 即为 x >3,化简得(2x-2)(2x-1)<0, 2 -1 ∴1<2x<2, ∴0<x<1. 答案 C 2.解析解 x(x+2)&0,得 x&-2 或 x&0;解|x|&1,得-1&x&1. 所以不等式组的解集为两个不等式解集的交集,即{x|0&x&1},故选 C. 答案 C 3.解析不等式-x2-3x+4&0,即 x2+3x-4&0,解得-4&x&1. 答案(-4,1) 4.解析∵2x2-x<4=22, ∴x2-x<2,即 x2-x-2<0,解得-1&x&2. 答案{x|-1<x<2}B 组两年模拟精选( 年)1.解析由题意知 A≠?,B={x|-1&x&5},6
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .?a-2≥-1, ? 由 A?B 得? 解得 1≤a≤3,故选 A. ? ?a+2≤5,答案 A 2.解析不等式 x2-2ax+a>0 对一切实数 x∈R 恒成立, 则 Δ=(-2a)2-4a<0,即 a2-a<0,解得 0<a<1, 所以不等式 at2+2t-3<1 转化为 t2+2t-3>0,解得 t<-3 或 t>1,故选 B. 答案 B 3 3.解析-2x2+x+3<0,2x2-x-3>0,即(2x-3)(x+1)>0,解得 x> 或 x<-1. 2 答案 D 4.解析由不等式的解集可知-1,3 是方程的两个根,且 c=2, 不妨设 a=-1,b=3,∴a+b=2,即点 P(a+b,c)的坐标为(2,2),位于第一象限,选 A. 答案 A x 5.解析当 x≥0 时,f[f(x)]= ≥1,所以 x≥4; 4 x2 当 x<0 时,f[f(x)]= ≥1,所以 x2≥2,解得 x≥ 2(舍去)或 x≤- 2. 2 因此 f[f(x)]≥1 的充要条件是 x∈(-∞,- 2]∪[4,+∞),选 D. 答案 D 1 9? ?b 9a? 6.解析 a+b=(a+b)? ?a+b?=10+?a+ b ?≥10+2 b 9a 1 9 当且仅当 = 且 + =1,即 b=3a=12 时取“=”. a b a b ∴-x2+4x+18-m≤16,即 x2-4x+m-2≥0 对任意 x 恒成立. ∴Δ=16-4(m-2)≤0,∴m≥6. 答案 D 7.解析 Δ=0?a2+4b=0,f(x)>c-1?-x2+ax+b-c+1>0?x2-ax-b+c-1<0, 此不等式的解集为(m-4,m+1)?|x1-x2|=5?(x1+x2)2-4x1x2=25 21 ?a2-4(-b+c-1)=a2+4b-4c+4=25?-4c=21?c=- . 4 21 答案- 4 8.解(1)要使对于任意 x∈R,f(x)≥0 恒成立,需满足 Δ=4a2-4(-a+2)≤0,解得-2≤a≤1,即 实数 a 的取值范围为[-2,1].7b 9a ? =16, a b
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .(2)对称轴 x=-a. 当-a<-1,即 a>1 时,f(x)min=f(-1)=3-3a≥0,∴a≤1(舍); 当-a>1,即 a<-1 时,f(x)min=f(1)=a+3≥0,∴-3≤a<-1; 当-1≤-a≤1,即-1≤a≤1 时,f(x)min=f(-a)=-a2-a+2≥0,∴-1≤a≤1. 综上所述,实数 a 的取值范围为[-3,1]. (3)对于任意 a∈[-1,1],x2+2ax-a+2>0 恒成立等价于 g(a)=(2x-1)a+x2+2>0,2 ? ? ?g(1)&0, ?x +2x-1+2>0, ? ? 则 即 2 解得 x≠-1. ?g(-1)&0, ? ?x -2x+1+2>0, ?所以实数 x 的取值范围是{x|x≠-1}.第三节简单的线性规划A 组三年高考真题( 年)x+y≤2, ? ? 1.(2016? 山东,4)若变量 x,y 满足?2x-3y≤9,则 x2+y2 的最大值是( ? ?x≥0, A.4 C.10 B.9 D.12 )x+y-3≥0, ? ? 2.(2016? 浙江,4)若平面区域?2x-y-3≤0,夹在两条斜率为 1 的平行直线之间,则这两条平 ? ?x-2y+3≥0 行直线间的距离的最小值是( 3 5 A. 5 3 2 C. 2 x+y-2≤0, ? ? 3.(2015? 重庆,10)若不等式组?x+2y-2≥0, ? ?x-y+2m≥0 则 m 的值为( A.-3 B.1 4 C. D.3 38) B. 2 D. 5 4 表示的平面区域为三角形,且其面积等于 , 3)
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .x-y≥0, ? ? 4.(2015? 安徽,5)已知 x,y 满足约束条件?x+y-4≤0, ? ?y≥1, A.-1 B.-2 C.-5 D.1 x+2y≤2, ? ? 5.(2015? 广东,11)若变量 x,y 满足约束条件?x+y≥0, ? ?x≤4, A.2 B.5 C.8 D.10则 z=-2x+y 的最大值是()则 z=2x+3y 的最大值为()x-2≤0, ? ? 6.(2015? 天津,2)设变量 x,y 满足约束条件?x-2y≤0, ? ?x+2y-8≤0, 为( )则目标函数 z=3x+y 的最大值A.7 B.8 C.9 D.14 7.(2015? 陕西,11)某企业生产甲、乙两种产品均需用 A,B 两种原料,已知生产 1 吨每种产品 所需原料及每天原料的可用限额如表所示, 如果生产 1 吨甲、 乙产品可获利润分别为 3 万元、 4 万元,则该企业每天可获得最大利润为( 甲 A(吨) B(吨) A.12 万元 C.17 万元 3 1 ) 乙 2 2 原料限额 12 8 B.16 万元 D.18 万元x+y≥0, ? ? 8.(2015? 福建,10)变量 x,y 满足约束条件?x-2y+2≥0, ? ?mx-y≤0. 数 m 等于( A.-2 B.-1 C.1 D.2 x+y≤4, ? ? 9.(2014? 湖北,4)若变量 x,y 满足约束条件?x-y≤2, ? ?x≥0,y≥0, A.2 B.4 C.7 D.89若 z=2x-y 的最大值为 2,则实)则 2x+y 的最大值是()
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .x+y-1≥0, ? ? 10.(2014? 新课标全国Ⅱ,9)设 x,y 满足约束条件?x-y-1≤0, ? ?x-3y+3≥0, ( )则 z=x+2y 的最大值为A.8 B.7 C.2 D.1? ?x-y-1≤0, 11.(2014? 山东,10)已知 x,y 满足约束条件? 当目标函数 z=ax+by(a>0,b>0) ?2x-y-3≥0, ?在该约束条件下取到最小值 2 5时,a2+b2 的最小值为( A.5 B.4 C. 5D.2)?x+y≥a, ? 12.(2014? 新课标全国Ⅰ,11)设 x,y 满足约束条件? 且 z=x+ay 的最小值为 7, ? ?x-y≤-1,则 a=( A.-5 C.-5 或 3) B.3 D.5 或-3x+2y≤8, ? ? 13.(2014? 广东,4)若变量 x,y 满足约束条件?0≤x≤4, ? ?0≤y≤3, A.7 B.8 C.10 D.11则 z=2x+y 的最大值等于()x+y-7≤0, ? ? 14.(2014? 福建,11)已知圆 C:(x-a) +(y-b) =1,平面区域 Ω:?x-y+3≥0, 若圆心 C ? ?y≥0.2 2∈Ω,且圆 C 与 x 轴相切,则 a2+b2 的最大值为( A.5 B.29 C.37 D.49)2x-y+1≥0, ? ? 15.(2016? 新课标全国Ⅲ, 13)设 x, y 满足约束条件?x-2y-1≤0,则 z=2x+3y-5 的最小值为 ? ?x≤1, ________. x-y+1≥0, ? ? 16.(2016? 新课标全国Ⅱ,14) 若 x , y 满足约束条件?x+y-3≥0,则 z = x - 2y 的最小值为 ? ?x-3≤0, ________.10
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .17.(2016? 新课标全国Ⅰ,16)某高科技企业生产产品 A 和产品 B 需要甲、乙两种新型材料. 生产一件产品 A 需要甲材料 1.5 kg,乙材料 1 kg,用 5 个工时;生产一件产品 B 需要甲材料 0.5 kg,乙材料 0.3 kg,用 3 个工时,生产一件产品 A 的利润为 2 100 元,生产一件产品 B 的 利润为 900 元.该企业现有甲材料 150 kg,乙材料 90 kg,则在不超过 600 个工时的条件下, 生产产品 A,产品 B 的利润之和的最大值为________元. x+y-2≥0, ? ? 18.(2014? 安徽,13)不等式组?x+2y-4≤0, ? ?x+3y-2≥0表示的平面区域的面积为________.x+y-2≤0, ? ? 19.(2015? 新课标全国Ⅰ,15)若 x,y 满足约束条件?x-2y+1≤0, ? ?2x-y+2≥0, ________. x+y-5≤0, ? ? 20.(2015? 新课标全国Ⅱ,14)若 x,y 满足约束条件?2x-y-1≥0, ? ?x-2y+1≤0, ________.则 z=3x+y 的最大值为则 z=2x+y 的最大值为21.(2015? 北京,13)如图,△ABC 及其内部的点组成的集合记为 D,P(x,y)为 D 中任意一点, 则 z=2x+3y 的最大值为________.x+y≤4, ? ? 22.(2015? 湖北,12)设变量 x,y 满足约束条件?x-y≤2, ? ?3x-y≥0, y≤x, ? ? 23.(2014? 湖南,13)若变量 x,y 满足约束条件?x+y≤4, ? ?y≥1, y≤1, ? ? 24.(2014? 北京,13)若 x,y 满足?x-y-1≤0, ? ?x+y-1≥0,则 3x+y 的最大值为________.则 z=2x+y 的最大值为________.则 z= 3x+y 的最小值为________.x+2y-4≤0, ? ? 25.(2014? 浙江,12)若实数 x,y 满足?x-y-1≤0, ? ?x≥1,11则 x+y 的取值范围是________.
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .B 组两年模拟精选( 年)x≥1, ? ? 1.(2016? 湖南常德 3 月模拟)设 x, y 满足约束条件?x-2y≤0,则 z=x+2y-3 的最大值为( ? ?y-2≤0, A.8 C.2 B.5 D.1 )x≥2, ? ? 2.(2016? 太原模拟)已知实数 x,y 满足条件?x+y≤4, 若目标函数 z=3x+y 的最小值为 ? ?-2x+y+c≥0, 5,则其最大值为( A.10 C.14 ) B.12 D.15x+y≤1, ? ? y 3.(2016? 甘肃兰州诊断) 设 x , y 满足约束条件?x+1≥0,则目标函数 z= 的取值范围为 x+2 ? ?x-y≤1, ( ) B.[-3,-2] D.[2,3]2 2A.[-3,3] C.[-2,2]?y -x ≤0, ? 4.(2016? 晋冀豫三省一调)已知 P(x,y)为区域? 内的任意一点,当该区域的面积为 4 ?0≤x≤a ?时,z=2x-y 的最大值是( A.6 C.2) B.0 D.2 2x+y≥2, ? ? 5.(2016? 山东临沂八校质量检测)已知变量 x,y 满足约束条件?2x-y≤1,若目标函数 z=kx+2y ? ?y-x≤2, 仅在点(1,1)处取得最小值,则实数 k 的取值范围为( A.(-∞,-4) C.(2,+∞) ) B.(-2,2) D.(-4,2)?1≤x+y≤3, ? 6.(2015? 北京模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,不等式组? 所表示图形的面积等于 ? ?-1≤x-y≤1 12
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .( A.1 C.3) B.2 D.4答案精析A 组三年高考真题( 年)x+y≤2, ? ? 1.解析满足条件?2x-3y≤9,的可行域如图阴影部分(包括边界). ? ?x≥0 x2+y2 是可行域上动点(x,y)到原点(0,0)距离的平方, 显然当 x=3,y=-1 时,x2+y2 取最大值,最大值为 10.故选 C. 答案 C 2.解析已知不等式组所表示的平面区域如图所示阴影部分,?x-2y+3=0, ? 由? 解得 A(1,2), ?x+y-3=0, ? ? ?x+y-3=0, 由? 解得 B(2,1). ?2x-y-3=0, ?由题意可知,当斜率为 1 的两条直线分别过点 A 和点 B 时,两直线的距离最小, 即|AB|= (1-2)2+(2-1)2= 2. 答案 B 3.解析不等式组表示的区域如图,2m+2 则图中 A 点纵坐标 yA=1+m,B 点纵坐标 yB= ,C 点横坐标 xC=-2m, 3 2m+2 (m+1)2 4 1 1 ∴S=S△ACD-S△BCD= × (2+2m)× (1+m)- × (2+2m)× = = , 2 2 3 3 3 ∴m+1=2 或 m+1=-2(舍),∴m=1.13
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .答案 B 4.解析(x,y)在线性约束条件下的可行域如图,∴zmax=-2× 1+1=-1.故选 A. 答案 A5.解析如图,过点(4,-1)时,z 有最大值 zmax=2× 4-3=5.答案 B 6.解析作出约束条件对应的可行域,如图中阴影部分.作直线 l:3x+y=0,平移直线 l 可知,经过点 A 时,z=3x+y 取得最大值,? ?x-2=0, 由? 得 A(2,3),故 zmax=3× 2+3=9.选 C. ?x+2y-8=0, ?答案 C 7.解析设甲、乙的产量分别为 x 吨,y 吨, 3x+2y≤12, ? ?x+2y≤8, 由已知可得? 目标函数 z=3x+4y, x≥0, ? ?y≥0, 线性约束条件表示的可行域如图阴影部分所示,可得目标函数在点 A 处取到最大值.? ?x+2y=8, 由? 得 A(2,3),则 zmax=3× 2+4× 3=18(万元). ?3x+2y=12, ?答案 D14
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .2 2? ? 2 , 2m ? 8.解析由图形知 A? ?-3,3?,B 2m-1 2m-1 ,O(0,0),??只有在 B 点处取最大值 2,∴2=4 2m - ,∴m=1. 2m-1 2m-1答案 C 9.解析画出可行域如图(阴影部分).?x+y=4, ? 设目标函数为 z=2x+y,由? 解得 A(3,1),当目标函数过 A(3,1)时取得最大值, ?x-y=2 ?∴zmax=2× 3+1=7,故选 C. 答案 C 10.解析约束条件表示的平面区域如图中阴影部分所示.1 z z 1 z z 由 z=x+2y,得 y=- x+ , 为直线 y=- x+ 在 y 轴上的截距,要使 z 最大,则需 最大, 2 2 2 2 2 2 1 z 所以当直线 y=- x+ 经过点 B(3,2)时,z 最大,最大值为 3+2× 2=7,故选 B. 2 2 答案 B?x-y-1≤0, ? 11.解析不等式组? 表示的平面区域为图中的阴影部分. ?2x-y-3≥0 ?由于 a&0,b&0,所以目标函数 z=ax+by 在点 A(2,1)处取得最小值,即 2a+b=2 5. 方法一 a2+b2=a2+(2 5-2a)2=5a2-8 5a+20=( 5a-4)2+4≥4,a2+b2 的最小值为 4. 方法二 a2+b2表示坐标原点与直线 2a+b=2 5上的点之间的距离,15
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .故 a2+b2的最小值为 答案 B2 5 =2,a2+b2 的最小值为 4. 22+12a-1 x = , ? ?x+y=a, 2 ? 12.解析联立方程? 解得? ?x-y=-1, a+1 ? ?y= 2 , 代入 x+ay=7 中,解得 a=3 或-5, 当 a=-5 时,z=x+ay 的最大值是 7;当 a=3 时,z=x+ay 的最小值是 7,故选 B. 答案 B 13.解析由约束条件画出如图所示的可行域.由 z=2x+y 得 y=-2x+z,当直线 y=-2x+z 过点 A 时,z 有最大值.?x=4, ? 由? 得 A(4,2),∴zmax=2× 4+2=10.故答案为 C. ? ?x+2y=8答案 C 14.解析平面区域 Ω 为如图所示的阴影部分的△ABD.因为圆心 C(a,b)∈Ω,且圆 C 与 x 轴相切, 所以点 C 在如图所示的线段 MN 上,线段 MN 的方程为 y=1(-2≤x≤6), 由图形得,当点 C 在点 N(6,1)处时,a2+b2 取得最大值 62+12=37,故选 C. 答案 C 2x-y+1≥0, ? ? 15.(2016? 新课标全国Ⅲ, 13)设 x, y 满足约束条件?x-2y-1≤0,则 z=2x+3y-5 的最小值为 ? ?x≤1, ________. 解析 可行域为一个三角形 ABC 及其内部,其中 A(1,0),B(-1,-1),C(1,3),直线 z= 2x+3y-5 过点 B 时取最小值-10.16
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .答案 -10 16.解析画出可行域,数形结合可知目标函数的最小值在直线 x=3 与直线 x-y+1=0 的交点 (3,4)处取得,代入目标函数 z=x-2y,得到 z=-5.答案-5 17.解析设生产 A 产品 x 件,B 产品 y 件,根据所耗费的材料要、工时要求等其他限制条件,?x+0.3y≤90, ?5x+3y≤600, 得线性约束条件为?x≥0, y≥0, ?x∈N , ?y∈N ,* *1.5x+0.5y≤150,目标函数 z=2 100x+900y.作出可行域为图中的四边形,包括边界,顶点为(60,100),(0,200),(0,0),(90,0), 在(60,100)处取得最大值,zmax=2 100× 60+900× 100=216 000(元).答案 216 000 1 18.解析作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知 S△ABC= × 2× (2+2)=4. 2答案 4 19.解析 x,y 满足条件的可行域如图阴影部分所示.17
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .当 z=3x+y 过 A(1,1)时有最大值,z=4. 答案 4 x+y-5≤0, ? ? 20.8 解析画出约束条件?2x-y-1≥0,表示的可行域,为如图所示的阴影三角形 ABC. ? ?x-2y+1≤0作直线 l0:2x+y=0,平移 l0 到过点 A 的直线 l 时,可使直线 z=x+y 在 y 轴上的截距最大,?x+y-5=0, ? ?x=3, ? 即 z 最大,解? 得? 即 A(3,2),故 z 最大=2× 3+2=8. ?x-2y+1=0 ?y=2 ? ?2 1 21.解析 z=2x+3y,化为 y=- x+ z, 3 3 2 z 当直线 y=- x+ 在点 A(2,1)处时,z 取最大值,z=2× 2+3=7. 3 3答案 7 22.解析作出约束条件表示的可行域如图所示:易知可行域边界三角形的三个顶点坐标分别是(3,1),(1,3),(-1,-3),将三个点的坐标 依次代入 3x+y,求得的值分别为 10,6,-6,比较可得 3x+y 的最大值为 10. 答案 10 23.解析画出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示是一个三角形,三个顶点坐标分 别为 A(1,1),B(2,2),C(3,1),画出直线 2x+y=0,平移直线 2x+y=0 可知,z 在点 C(3, 1)处取得最大值,所以 zmax=2× 3+1=7.18
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .答案 7 24.解析根据题意画出可行域如图, 由于 z= 3x+y 对应的直线斜率为- 3, 且 z 与 x 正相关, 结合图形可知,当直线过点 A(0,1)时,z 取得最小值 1. 答案 13? 25.解析由不等式组可画出变量满足的可行域,求出三个交点坐标分别为(1,0),? ?1,2?, (2,1),代入 z=x+y,可得 1≤z≤3. 答案[1,3]B 组两年模拟精选( 年)1? 1.解析作可行域如图,则 A(1,2),B? ?1,2?,C(4,2), 1 所以 zA=1+2× 2-3=2;zB=1+2× -3=-1;zC=4+2× 2-3=5, 2 则 z=x+2y-3 的最大值为 5.答案 B 2.解析画出不等式组表示的平面区域,如图阴影部分所示. 作直线 l:y=-3x,平移 l,从而可知当 x=2,y=4-c 时,z 取得最小值,zmin=3× 2+4-c =10-c=5,∴c=5,当 x= 4+c 8-c =3,y= =1 时,z 取得最大值,zmax=3× 3+1=10. 3 319
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .答案 A y 3.解析根据约束条件作出可行域,可知目标函数 z= 在点 A(-1,-2)处取得最小值-2, x+2 在点 B(-1,2)处取得最大值 2,故选 C. 答案 C2 2 ?y -x ≤0, ? 4.解析由? 作出可行域,如图. ?0≤x≤a ?由图可得 A(a,-a),B(a,a), 1 由 S△OAB= ? 2a? a=4,得 a=2,∴A(2,-2). 2 化目标函数 z=2x-y 为 y=2x-z,∴当 y=2x-z 过 A 点时,z 最大,zmax=2× 2-(-2)=6. 答案 A k z 5.解析作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由 z=kx+2y 得 y=- x+ , 2 2 要使目标函数 z=kx+2y 仅在点 B(1,1)处取得最小值,则阴影部分应该在直线 z=kx+2y 的 右上方, k 所以直线的斜率- 大于直线 x+y=2 的斜率,小于直线 2x-y=1 的斜率, 2 k 即-1&- &2,解得-4&k&2,所以实数 k 的取值范围为(-4,2). 2答案 D20
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .6.解析该线性约束条件表示的平面区域如下图所示,该区域为边长为 2的正方形,故其面积 为( 2)2=2.答案 B第四节a+b 基本不等式: ab≤ 2A 组三年高考真题( 年)1 2 1.(2015? 湖南,7)若实数 a,b 满足 + = ab,则 ab 的最小值为( a b A. 2B.2 C.2 2D.4 x y 2.(2015? 福建,5)若直线 + =1(a>0,b>0)过点(1,1),则 a+b 的最小值等于( a b A.2 B.3 C.4 D.5 3.(2015? 陕西,10)设 f(x)=ln x,0<a<b,若 p=f( ab),q=f? 关系式中正确的是( A.q=r<p C.p=r<q ) B.q=r>p D.p=r>q ) a+b? 1 ,r= (f(a)+f(b)),则下列 2 ? 2 ? ) )4.(2014? 重庆,9)若 log4(3a+4b)=log2 ab,则 a+b 的最小值是( A.6+2 3 C.6+4 3 B.7+2 3 D.7+4 35.(2014? 福建,9)要制作一个容积为 4 m3,高为 1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造 价是每平方米 20 元,侧面造价是每平方米 10 元,则该容器的最低总造价是( A.0 元 C.160 元 B.120 元 D.240 元 )6.(2015? 天津,12)已知 a>0,b>0,ab=8,则当 a 的值为________时,log2a? log2(2b)取得最 大值.21
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .x ,x≤1, ? ? 7.(2015? 浙江,12)已知函数 f(x)=? 6 则 f(f(-2))=________,f(x)的最小值是 ? ?x+x-6,x>1, ________. x2-y2 8.(2015? 山东,14)定义运算“?”:x?y= (x,y∈R,xy≠0),当 x>0,y>0 时,x?y+(2y)?x 的 xy 最小值为________. 9. (2014? 浙江, 16)已知实数 a, b, c 满足 a+b+c=0, a2+b2+c2=1, 则 a 的最大值是________.2B 组两年模拟精选( 年)1.(2016? 济南一中高三期中)若实数 a,b 满足 a+b=2,则 3a+3b 的最小值是( A.18 C.2 3 B.6 4 D.2 4 ) )2.(2016? 山东济南质量调研)已知直线 ax+by=1 经过点(1,2),则 2a+4b 的最小值为( A. 2 C.4 B.2 2 D.4 2 )1 1 1 2 3.(2016? 安徽安庆第二次模拟)已知 a&0,b&0,a+b= + ,则 + 的最小值为( a b a b A.4 C.8 B.2 2 D.16 )1 1 4.(2015? 衡水中学四调)已知 x>0,y>0,lg 2x+lg 8y=lg 2,则 + 的最小值是( x 3y A.4 C.2 B.3 D.15.(2016? 山东北镇中学、莱芜一中,德州一中 4 月联考)若直线 ax-by=2(a&0,b&0)过圆 x2 -4x+2y+1=0 的圆心,则 ab 的最大值为________. 6.(2015? 吉林市高三摸底)若正数 x,y 满足 4x2+9y2+3xy=30,则 xy 的最大值是________. 7.(2015? 山东济宁模拟)正数 a,b 满足 ab=a+b+3,则 ab 的取值范围是________.22
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .答案精析A 组三年高考真题( 年)1 2 1.解析由 + = ab,知 a>0,b>0, a b 1 2 ∵ + ≥2 a b 答案 C 1 1? 1 1 b a + =2+ + ≥4,当且仅当 a=b=2 时取等号. 2.解析由题意 + =1,∴a+b=(a+b)? a b ? ? a b a b 故选 C. 答案 C a+b 3.答案 C 解析∵0<a<b,∴ > ab, 2 又∵f(x)=ln x 在(0,+∞)上为增函数,故 f? a+b? ? 2 ?>f( ab),即 q>p. 2 2 2 ,∴ ab≥ ,∴ab≥2 2.故选 C. ab ab1 1 1 1 1 又 r= [f(a)+f(b)]= (ln a+ln b)= ln a+ ln b=ln(ab)2=f( ab)=p. 2 2 2 2故 p=r<q.选 C. 4.解析因为 log4(3a+4b)=log2 ab,所以 log4(3a+4b)=log4(ab),? ?3a+4b&0, 即 3a+4b=ab,且? 即 a&0,b&0, ?ab&0, ?4 3? 4 3 4b 3a 所以 + =1(a&0,b&0),a+b=(a+b)? ?a+b?=7+ a + b ≥7+2 a b 4b 3a 当且仅当 = 时取等号,选择 D. a b 答案 D 5.解析设该容器的总造价为 y 元,长方体的底面矩形的长为 xm,234b 3a ? =7+4 3, a b
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .4 因为无盖长方体的容积为 4 m3,高为 1 m,所以长方体的底面矩形的宽为 m, x 4 2×4? x+ ?≥80+20×2 依题意得,y=20×4+10?2x+ =80+20? x? ? x ? ? 4 x? =160(当且仅当 x4 x= ,即 x=2 时取等号),所以该容器的最低总造价为 160 元.故选 C. x 答案 C 6.解析 log2a? log2(2b)=log2a? (1+log2b)≤? log2a+1+log2b?2 ?log2ab+1?2 ?log28+1?2 2 2 ? ? =? ? =? 2 ? =4,当且仅当 log2a=1+log2b,即 a=2b 时,等号成立,此时 a=4,b=2. 答案 4 x ,x≤1 ? ? 7.解析∵f(x)=? 6 ? ?x+x-6,x>1, 1 ∴f(-2)=(-2)2=4,∴f[f(-2)]=f(4)=- . 2 当 x≤1 时,f(x)min=f(0)=0, 6 当 x>1 时,f(x)=x+ -6≥2 6-6,当且仅当 x= 6时“=”成立. x ∵2 6-6<0,∴f(x)的最小值为 2 6-6. 1 答案- 2 6-6 2 x2-y2 (2y)2-x2 x2+2y2 2 x2?2y2 8.解析由题意得,x?y+(2y)?x= + = ≥ = 2,当且仅当 xy 2yx 2xy 2xy x= 2y 时取等号. 答案 2 9.解析由 a+b+c=0,得 a=-b-c, 则 a2=(-b-c)2=b2+c2+2bc≤b2+c2+b2+c2=2(b2+c2). 又 a2+b2+c2=1,所以 3a2≤2, 解得- 答案 6 3 6 6 6 ≤a≤ ,所以 amax= . 3 3 32B 组两年模拟精选( 年)1.解析 3a+3b≥2 3a? 3b=2 3a b=2 32=6.+答案 B 2.解析因为直线 ax+by=1 过点(1,2),所以 a+2b=1,24
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .则 2a+4b=2a+22b≥2 2a? 22b=2 2a 答案 B+2b=2 2.1 1 a+b 1 2 3.解析由 a+b= + = 有 ab=1,则 + ≥2 a b ab a b 答案 B 4.解析因为由对数的运算可知 lg 2x+lg 8y=lg 2x+3y11 ? =2 2. ab=lg 2,∴x+3y=1,1 1? 1 1 3y x 3y x 1 1 + (x+3y)=2+ + ≥4,当且仅当 = 时,即 x= ,y= 时取等号, ∴ + =? x 3y ?x 3y? x 3y x 3y 2 6 所以 A 正确. 答案 A 5.解析圆 x2+y2-4x+2y+1=0 的圆心为(2,-1),代入直线方程得 2a+b=2, 1 1 因为 2=2a+b≥2 2ab,所以 ab≤ ,当且仅当 2a=b,即 a= ,b=1 时等号成立, 2 2 1 所以 ab 的最大值为 . 2 答案 1 26.解析 由 x&0,y&0,得 4x2+9y2+3xy≥2?(2x)? (3y)+3xy(当且仅当 2x=3y 时等号成立), ∴12xy+3xy≤30,即 xy≤2,∴xy 的最大值为 2. 答案 2 7.解析 ab=a+b+3≥2 ab+3,ab-2 ab-3≥0,( ab-3)( ab+1)≥0,故 ab-3≥0, 即 ab≥9,由 a>0,b>0 知,当且仅当 a=b=3 时等号成立. 答案[9,+∞)第五节推理与证明A 组三年高考真题( 年)1.(2016? 新课标全国Ⅲ,4)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况, 绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图.图中 A 点 表示十月的平均最高气温约为 15 ℃,B 点表示四月的平均最低气温 约为 5 ℃.下面叙述不正确的是( )A.各月的平均最低气温都在 0 ℃以上 B.七月的平均温差比一月的平均温差大 C.三月和十一月的平均最高气温基本相同25
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .D.平均最高气温高于 20 ℃的月份有 5 个 2.(2016? 浙江,8)如图,点列{An},{Bn}分别在某锐角的两边上,且|AnAn+1|=|An+1An+2|,An≠An+2, n∈N*, |BnBn+1|=|Bn+1Bn+2|, Bn≠Bn+2, n∈N*(P≠Q 表示点 P 与 Q 不重合).若 dn=|AnBn|, Sn 为△AnBnBn+1 的面积,则( A.{Sn}是等差数列 C.{dn}是等差数列 ) B.{S2 n}是等差数列 D.{d2 n}是等差数列3.(2014? 山东,4)用反证法证明命题“设 a,b 为实数,则方程 x3+ax+b=0 至少有一个实根”时, 要做的假设是( )A.方程 x3+ax+b=0 没有实根 B.方程 x3+ax+b=0 至多有一个实根 C.方程 x3+ax+b=0 至多有两个实根 D.程 x3+ax+b=0 恰好有两个实根 4.(2016? 新课标全国Ⅱ,16)有三张卡片,分别写有 1 和 2,1 和 3,2 和 3.甲,乙,丙三人各 取走一张卡片,甲看了乙的卡片后说:“我与乙的卡片上相同的数字不是 2”,乙看了丙的卡 片后说:“我与丙的卡片上相同的数字不是 1”,丙说:“我的卡片上的数字之和不是 5”,则甲 的卡片上的数字是________. 5.(2016? 山东,12)观察下列等式: -2 -2 ?sin π? +?sin 2π? =4×1×2; 3? ? 3? ? 3 -2 -2 -2 -2 ?sin π? +?sin 2π? +?sin 3π? +?sin 4π? =4×2×3; 5? 5? 5? ? 5? ? ? ? 3 -2 -2 -2 -2 ?sin π? +?sin 2π? +?sin 3π? +…+?sin 6π? =4×3×4; 7? 7? 7? ? 7? ? ? ? 3 -2 -2 -2 -2 ?sin π? +?sin 2π? +?sin 3π? +…+?sin 8π? =4×4×5; 9? 9? 9? ? 9? ? ? ? 3 … -2 π 2π -2 ? 3π -2 … ? 2nπ -2 照 此 规 律 , ?sin 2n+1? + ?sin 2n+1? + sin 2n+1? + + sin 2n+1? = ? ? ? ? ? ? ? ? ________. 6.(2015? 陕西,16)观察下列等式 1 1 1- = , 2 2 1 1 1 1 1 1- + - = + , 2 3 4 3 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1- + - + - = + + , 2 3 4 5 6 4 5 6…据此规律,第 n 个等式可为________.26
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .7.(2014? 福建,16)已知集合{a,b,c}={0,1,2},且下列三个关系:①a≠2;②b=2;③c≠0 有且只有一个正确,则 100a+10b+c 等于________. 8.(2014? 课标Ⅰ,14)甲、乙、丙三位同学被问到是否去过 A,B,C 三个城市时, 甲说:我去过的城市比乙多,但没去过 B 城市; 乙说:我没去过 C 城市; 丙说:我们三人去过同一城市. 由此可判断乙去过的城市为________. 1 9.(2016? 浙江,20)设函数 f(x)=x3+ ,x∈[0,1], 1+x 证明:(1)f(x)≥1-x+x2; 3 3 (2) <f(x)≤ . 4 2 10.(2015? 四川,21)已知函数 f(x)=-2xln x+x2-2ax+a2,其中 a&0. (1)设 g(x)是 f(x)的导函数,讨论 g(x)的单调性; (2)证明:存在 a∈(0,1),使得 f(x)≥0 恒成立,且 f(x)=0 在区间(1,+∞)内有唯一解. 11.(2015? 江苏,20)设 a1,a2,a3,a4 是各项为正数且公差为 d(d≠0)的等差数列. (1)证明:2a1,2a2,2a3,2a4 依次构成等比数列;3 4 (2)是否存在 a1,d,使得 a1,a2 2,a3,a4依次构成等比数列?并说明理由; n+k n+2k +3k (3)是否存在 a1,d 及正整数 n,k,使得 an ,an 依次构成等比数列?并说明理由. 1,a2 ,a3 412.(2014? 天津,20)已知 q 和 n 均为给定的大于 1 的自然数,设集合 M={0,1,2,…,q-1},集合 A={x|x=x1+x2q+…+xnqn 1,xi∈M,i=1,2,…,n}.-(1)当 q=2,n=3 时,用列举法表示集合 A; (2)设 s,t∈A,s=a1+a2q+…+anqn 1,t=b1+b2q+…+bnqn 1,其中 ai,bi∈M,i=1,2,…,n.- -证明:若 an<bn,则 s<t.B 组两年模拟精选( 年)1 1 1 1.(2016? 吉林四校调研)设 a、b、c 都是正数,则 a+ ,b+ ,c+ 三个数( b c a A.都大于 2 C.至少有一个不大于 2 2.(2016? 河南六市联考)给出下列两种说法: ①已知 p3+q3=2,求证 p+q≤2,用反证法证明时,可假设 p+q≥2; ②已知 a,b∈R,|a|+|b|&1,求证方程 x2+ax+b=0 的两根的绝对值都小于 1,用反证法证 明时,可假设方程有一根 x1 的绝对值大于或等于 1,即假设|x1|≥1. 以下结论正确的是( A.①与②的假设都错误27)B.至少有一个大于 2 D.至少有一个不小于 2)
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .B.①与②的假设都正确 C.①的假设正确;②的假设错误 D.①的假设错误;②的假设正确 3.(2015? 山东青岛模拟)定义 A ? B,B ? C,C ? D,D ? B 分别对应下列图形( )那么下列图形中,可以表示 A ? D,A ? C 的分别是( A.(1)(2) C.(2)(4)) B.(2)(3) D.(1)(4) )4.(2015? 广东佛山调研)设 a、b、c、d∈R+,若 a+d=b+c,且|a-d|<|b-c|,则有( A.ad=bc C.ad>bc B.ad<bc D.ad≤bc5.(2015? 广州模拟)若数列{an}是等差数列, 则数列{bn}(bn=a1+a2+…+an )也为等差数列.类比 n )这一性质可知,若正项数列{cn}是等比数列,且{dn}也是等比数列,则 dn 的表达式应为( c1+c2+…+cn A.dn= nn … n n cn 1+c2+ +cn C.dn= n … c1? c2? ? cn B.dn= nn … D.dn= c1? c2? ? cn6.(2015? 石家庄二中一模)有甲、乙、丙、丁四位同学参加歌唱比赛,其中只有一位获奖.有同 学走访这四位同学,甲说:“是乙或丙获奖”,乙说:“甲、丙都未获奖”,丙说:“我获奖了”, 丁说:“是乙获奖了”.若四位同学中只有两人说的话是对的,则获奖的同学是( A.甲 C.丙 7.(2015? 江西南昌二模)观察下面数表: 1, 3,5, 7,9,11,13, 15,17,19,21,23,25,27,29,…)B.乙 D.丁28
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .设 1 027 是该表第 m 行的第 n 个数,则 m+n 等于________. 8.(2015? 洛阳统考)等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,a1=1+ 2,S3=9+3 2. (1)求数列{an}的通项 an 与前 n 项和 Sn; Sn (2)设 bn= (n∈N*),求证:数列{bn}中任意不同的三项都不可能成为等比数列. n答案精析A 组三年高考真题( 年)1.解析由题意知,平均最高气温高于 20 ℃的六月,七月,八月,故选 D. 答案 D 1 2.解析 Sn 表示点 An 到对面直线的距离(设为 hn)乘以|BnBn-1|长度一半,即 Sn= hn|BnBn-1|, 2 由题目中条件可知|BnBn-1|的长度为定值,过 A1 作垂直得到初始距离 h1,那么 A1,An 和两个 垂足构成等腰梯形,则 hn=h1+|A1An|tan θ(其中 θ 为两条线所成的锐角,为定值), 1 1 从而 Sn= (h1+|A1An|tan θ)|BnBn+1|,Sn+1= (h1+|A1An+1|)|BnBn+1|, 2 2 1 则 Sn+1-Sn= |AnAn+1||BnBn+1|tan θ,都为定值,所以 Sn+1-Sn 为定值,故选 A. 2 答案 A 3.解析至少有一个实根的否定是没有实根,故做的假设是“方程 x3+ax+b=0 没有实根”. 答案 A 4.解析由丙说:“我的卡片上的数字之和不是 5”可知,丙为“1 和 2”或“1 和 3”,又乙说“我与29
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .丙的卡片上相同的数字不是 1”,所以乙只可能为“2 和 3”,所以由甲说“我与乙的卡片上相同 的数字不是 2”,所以甲只能为“1 和 3”. 答案 1 和 3 4 5.解析观察等式右边的规律:第 1 个数都是 ,第 2 个数对应行数 n,第 3 个数为 n+1. 3 4 答案 × n× (n+1) 3 6.解析等式左边的特征:第 1 个等式有 2 项,第 2 个有 4 项,第 3 个有 6 项,且正负交错, 1 1 1 1 1 故第 n 个等式左边有 2n 项且正负交错,应为 1- + - +…+ - ; 2 3 4 2 2n-1 n 等式右边的特征:第 1 个有 1 项,第 2 个有 2 项,第 3 个有 3 项,故第 n 个有 n 项,且由前 1 1 1 几个的规律不难发现第 n 个等式右边应为 + +…+ . 2n n+1 n+2 1 1 1 1 1 1 1 1 答案 1- + - +…+ - = + +…+ 2 3 4 2n 2n-1 2n n+1 n+2 7.解析可分下列三种情形: (1)若只有①正确,则 a≠2,b≠2,c=0,所以 a=b=1 与集合元素的互异性相矛盾,所以只有 ①正确是不可能的; (2)若只有②正确,则 b=2,a=2,c=0,这与集合元素的互异性相矛盾,所以只有②正确是 不可能的; (3)若只有③正确,则 c≠0,a=2,b≠2,所以 b=0,c=1,所以 100a+10b+c=100× 2+ 10× 0+1=201. 答案 201 8.解析根据甲和丙的回答推测乙没去过 B 城市,又知乙没去过 C 城市,故乙去过 A 城市. 答案 A 1-(-x)4 1-x4 9.证明 (1)因为 1-x+x2-x3= = , 1-(-x) 1+x 1-x4 1 由于 x∈[0,1],有 ≤ , 1+x x+1 1 即 1-x+x2-x3≤ ,所以 f(x)≥1-x+x2. x+1 (2)由 0≤x≤1 得 x3≤x, 1 1 1 3 3 (x-1)(2x+1) 3 3 故 f(x)=x3+ ≤x+ =x+ - + = + ≤ , 2 2 x+1 x+1 x+1 2 2 2(x+1) 3 所以 f(x)≤ . 2 1 2 3 3 x- ? + ≥ , 由(1)得 f(x)≥1-x+x2=? ? 2? 4 430
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .1? 19 3 3 又因为 f? ?2?=24>4,所以 f(x)>4. 3 3 综上, <f(x)≤ . 4 2 10.解(1)由已知,函数 f(x)的定义域为(0,+∞), g(x)=f′(x)=2(x-1-ln x-a), 2 2(x-1) 所以 g′(x)=2- = , x x 当 x∈(0,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减; 当 x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增. (2)由 f′(x)=2(x-1-ln x-a)=0,解得 a=x-1-ln x, 令 φ(x)=-2xln x+x2-2x(x-1-ln x)+(x-1-ln x)2=(1+ln x)2-2xln x, 则 φ(1)=1>0,φ(e)=2(2-e)<0, 于是,存在 x0∈(1,e),使得 φ(x0)=0, 令 a0=x0-1-ln x0=u(x0),其中 u(x)=x-1-ln x(x≥1), 1 由 u′(x)=1- ≥0 知,函数 u(x)在区间(1,+∞)上单调递增, x 故 0=u(1)<a0=u(x0)<u(e)=e-2<1, 即 a0∈(0,1), 当 a=a0 时,有 f′(x0)=0,f(x0)=φ(x0)=0, 再由(1)知,f′(x)在区间(1,+∞)上单调递增, 当 x∈(1,x0)时,f′(x)<0, 从而 f(x)>f(x0)=0; 当 x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0, 从而 f(x)>f(x0)=0; 又当 x∈(0,1]时,f(x)=(x-a0)2-2xln x>0, 故 x∈(0,+∞)时,f(x)≥0, 综上所述,存在 a∈(0,1),使得 f(x)≥0 恒成立,且 f(x)=0 在区间(1,+∞)内有唯一解. 2an+1 11.(1)证明因为 =2an+1-an=2d(n=1,2,3)是同一个常数, 2an 所以 2a1,2a2,2a3,2a4 依次构成等比数列, (2)令 a1+d=a,则 a1,a2,a3,a4 分别为 a-d,a,a+d,a+2d(a>d,a>-2d,d≠0).3 4 假设存在 a1,d,使得 a1,a2 2,a3,a4依次构成等比数列,则 a4=(a-d)(a+d)3,且(a+d)6=a2(a+2d)4. 1 d ? 令 t= ,则 1=(1-t)(1+t)3,且(1+t)6=(1+2t)4? ?-2<t<1,t≠0?, a31
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .化简得 t3+2t2-2=0(*),且 t2=t+1. 将 t2=t+1 代入(*)式,t(t+1)+2(t+1)-2=t2+3t=t+1+3t=4t+1=0, 1 1 则 t=- ,显然 t=- 不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立. 4 43 4 因此不存在 a1,d,使得 a1,a2 2,a3,a4依次构成等比数列. n+k n+2k +3k (3)解假设存在 a1,d 及正整数 n,k,使得 an ,an 依次构成等比数列, 1,a2 ,a3 4 n+2k 则 an =(a1+d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k) 1(a1+2d) n+k) n 分别在两个等式的两边同除以 a2( 及 a2( 1 1+2k) .1 d t>- ,t≠0?, ,并令 t= ? 3 ? a1?+3k则(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),且(1+t)n k(1+3t)n+=(1+2t)2(n+2k).将上述两个等式两边取对数,得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)ln(1+t), 且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3t)=2(n+2k)ln(1+2t). 化简得 2k[ln(1+2t)-ln(1+t)]=n[2ln(1+t)-ln(1+2t)], 且 3k[ln(1+3t)-ln(1+t)]=n[3ln(1+t)-ln(1+3t)]. 再将这两式相除,化简得 ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t)(**). 令 g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)-ln(1+3t)ln(1+2t)-3ln(1+2t)ln(1+t), 则 g′(t)= 2[(1+3t)2ln(1+3t)-3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t)] . (1+t)(1+2t)(1+3t)令 φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)-3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t), 则 φ′(t)=6[(1+3t)ln(1+3t)-2(1+2t)ln(1+2t)+(1+t)ln(1+t)]. 令 φ1(t)=φ′(t),则 φ1′(t)=6[3ln(1+3t)-4ln(1+2t)+ln(1+t)]. 12 令 φ2(t)=φ1′(t),则 φ2′(t)= >0. (1+t)(1+2t)(1+3t) 由 g(0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ′2(t)>0, 1 ? 知 φ2(t),φ1(t),φ(t),g(t)在? ?-3,0?和(0,+∞)上均单调. 故 g(t)只有唯一零点 t=0,即方程(**)只有唯一解 t=0,故假设不成立.n+k n+2k n+3k 所以不存在 a1,d 及正整数 n,k,使得 an ,a4 依次构成等比数列. 1,a2 ,a312.(1)解当 q=2,n=3 时,M={0,1},A={x|x=x1+x2? 2+x3? 22,xi∈M,i=1,2,3}. 可得 A={0,1,2,3,4,5,6,7}. (2)证明由 s,t∈A, s=a1+a2q+…+anqn 1,t=b1+b2q+…+bnqn 1,ai,bi∈M,i=1,2,…,n 及 an&bn,- -可得 s-t=(a1-b1)+(a2-b2)q+…+(an-1-bn-1)qn 2+(an-bn)qn 1≤(q-1)+(q-1)q+…+- -(q-1)qn-2-qn-1(q-1)(1-qn 1) n-1 = -q =-1&0. 1-q-所以 s&t.32
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .B 组两年模拟精选( 年)1 1 1 1 1 1 1.解析假设三个数都小于 2,则 a+ +b+ +c+ <6,而 a+ +b+ +c+ ≥2+2+2=6, b c a b c a 与假设矛盾.故选 D. 答案 D 2.解析反证法的实质是否定结论,对于①,其结论的反面是 p+q&2,所以①错误; 对于②,其假设正确. 答案 D 3.解析由 A ? B,B ? C 知,B 是大正方形,A 是|,C 是―,由 C ? D 知,D 是小正方形, ∴A ? D 为小正方形中有竖线,即(2)正确,A ? C 为+,即(4)正确.故选 C. 答案 C 4.解析|a-d|<|b-c|?(a-d)2<(b-c)2?a2+d2-2ad<b2+c2-2bc, 又∵a+d=b+c?(a+d)2=(b+c)2?a2+d2+2ad=b2+c2+2bc, ∴-4ad<-4bc,∴ad>bc,故选 C. 答案 C n(n-1) 5.解析若{an}是等差数列,则 a1+a2+…+an=na1+ d, 2 (n-1) d d ∴bn=a1+ d= n+a1- ,即{bn}为等差数列; 2 2 2 若{cn}是等比数列,则 c1? c2?…+ + + ? cn=cn q1 2 … (n-1)=cn q 1? 1?n(n-1) 2 ,n-1 n ∴dn= c1? c2?…?cn=c1? q 2 ,即{dn}为等比数列,故选 D. 答案 D 6.解析若甲获奖了,则四位同学说的都是错的,不符合题意; 若乙获奖了,则甲、乙、丁说的是对的,丙说的是错的,不符合题意; 若丙获奖了,则甲、丙说的是对的,乙、丁说的是错的,符合题意; 若丁获奖了,甲、丙、丁说的都是错的,乙说的是对的,不符合题意. 综上所述,丙获奖了,故选 C. 答案 C 7.解析该数表的通项公式为 ak=2k-1, 由 2k-1=1 027 得 k=514,所以 1 027 是第 514 个奇数, 前 m 行共有 1+2+22+…+2m-1=2m-1 个奇数, 当 m=9 时,2m-1=511,所以 1 027 是第 10 行的第 3 个数,33
年高考文科汇编专题:第七章不等式、推理与证明(含答案精析) .所以 m+n=13. 答案 13 8.(1)解由已知得 ??a = 2+1 , ? 13a +3d =9+3 2, ? ? 1∴d=2,故 an=2n-1+ 2,Sn=n(n+ 2). Sn (2)证明由(1)得 bn= =n+ 2. n2 假设数列{bn}中存在三项 bp,bq,br(p,q,r 互不相等)成等比数列,则 bq =bpbr.即(q+ 2)2=(p+ 2)(r+ 2),∴(q2-pr)+ 2(2q-p-r)=0.∵p,q,r∈N*,∴ ∴? p+r?2 2 ? 2 ? =pr,(p-r) =0.∴p=r,与 p≠r 矛盾. ∴数列{bn}中任意不同的三项都不可能成等比数列.34}

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