2019-2020年高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí) 不等式問題的題型與方法教案 蘇教版.doc
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2019-2020年高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí) 不等式問題的題型與方法教案 蘇教版 一.復(fù)習(xí)目標(biāo): 1.在熟練掌握一元一次不等式(組)、一元二次不等式的解法基礎(chǔ)上,掌握其它的一些簡單不等式的解法.通過不等式解法的復(fù)習(xí),提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及計(jì)算能力; 2.掌握解不等式的基本思路,即將分式不等式、絕對值不等式等不等式,化歸為整式不等式(組),會(huì)用分類、換元、數(shù)形結(jié)合的方法解不等式; 3.通過復(fù)習(xí)不等式的性質(zhì)及常用的證明方法(比較法、分析法、綜合法、數(shù)學(xué)歸納法等),使學(xué)生較靈活的運(yùn)用常規(guī)方法(即通性通法)證明不等式的有關(guān)問題; 4.通過證明不等式的過程,培養(yǎng)自覺運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、函數(shù)等基本數(shù)學(xué)思想方法證明不等式的能力; 5.能較靈活的應(yīng)用不等式的基本知識、基本方法,解決有關(guān)不等式的問題. 6.通過不等式的基本知識、基本方法在代數(shù)、三角函數(shù)、數(shù)列、復(fù)數(shù)、立體幾何、解析幾何等各部分知識中的應(yīng)用,深化數(shù)學(xué)知識間的融匯貫通,從而提高分析問題解決問題的能力.在應(yīng)用不等式的基本知識、方法、思想解決問題的過程中,提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)及創(chuàng)新意識.. 二.考試要求: 1.理解不等式的性質(zhì)及其證明。 2.掌握兩個(gè)(不擴(kuò)展到三個(gè))正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù)的定理,并會(huì)簡單的應(yīng)用。 3.掌握分析法、綜合法、比較法證明簡單的不等式。 4.掌握簡單不等式的解法。 5.理解不等式|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|。。 三.教學(xué)過程: (Ⅰ)基礎(chǔ)知識詳析 1.解不等式的核心問題是不等式的同解變形,不等式的性質(zhì)則是不等式變形的理論依據(jù),方 程的根、函數(shù)的性質(zhì)和圖象都與不等式的解法密切相關(guān),要善于把它們有機(jī)地聯(lián)系起來,互相轉(zhuǎn)化.在解不等式中,換元法和圖解法是常用的技巧之一.通過換元,可將較復(fù)雜的不等式化歸為較簡單的或基本不等式,通過構(gòu)造函數(shù)、數(shù)形結(jié)合,則可將不等式的解化歸為直觀、形象的圖形關(guān)系,對含有參數(shù)的不等式,運(yùn)用圖解法可以使得分類標(biāo)準(zhǔn)明晰. 2.整式不等式(主要是一次、二次不等式)的解法是解不等式的基礎(chǔ),利用不等式的性質(zhì)及函 數(shù)的單調(diào)性,將分式不等式、絕對值不等式等化歸為整式不等式(組)是解不等式的基本思想,分類、換元、數(shù)形結(jié)合是解不等式的常用方法.方程的根、函數(shù)的性質(zhì)和圖象都與不等式的解密切相關(guān),要善于把它們有機(jī)地聯(lián)系起來,相互轉(zhuǎn)化和相互變用. 3.在不等式的求解中,換元法和圖解法是常用的技巧之一,通過換元,可將較復(fù)雜的不等式 化歸為較簡單的或基本不等式,通過構(gòu)造函數(shù),將不等式的解化歸為直觀、形象的圖象關(guān)系,對含有參數(shù)的不等式,運(yùn)用圖解法,可以使分類標(biāo)準(zhǔn)更加明晰.通過復(fù)習(xí),感悟到不等式的核心問題是不等式的同解變形,能否正確的得到不等式的解集,不等式同解變形的理論起了重要的作用. 4.比較法是不等式證明中最基本、也是最常用的方法,比較法的一般步驟是:作差(商)→變形 →判斷符號(值). 5.證明不等式的方法靈活多樣,內(nèi)容豐富、技巧性較強(qiáng),這對發(fā)展分析綜合能力、正逆思維 等,將會(huì)起到很好的促進(jìn)作用.在證明不等式前,要依據(jù)題設(shè)和待證不等式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當(dāng)?shù)淖C明方法.通過等式或不等式的運(yùn)算,將待證的不等式化為明顯的、熟知的不等式,從而使原不等式得到證明;反之亦可從明顯的、熟知的不等式入手,經(jīng)過一系列的運(yùn)算而導(dǎo)出待證的不等式,前者是“執(zhí)果索因”,后者是“由因?qū)Ч?,為溝通?lián)系的途徑,證明時(shí)往往聯(lián)合使用分析綜合法,兩面夾擊,相輔相成,達(dá)到欲證的目的. 6.證明不等式的方法靈活多樣,但比較法、綜合法、分析法和數(shù)學(xué)歸納法仍是證明不等式的 基本方法.要依據(jù)題設(shè)、題斷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當(dāng)?shù)淖C明方法,要熟悉各種證法中的推理思維,并掌握相應(yīng)的步驟,技巧和語言特點(diǎn). 7.不等式這部分知識,滲透在中學(xué)數(shù)學(xué)各個(gè)分支中,有著十分廣泛的應(yīng)用.因此不等式應(yīng)用問題體現(xiàn)了一定的綜合性、靈活多樣性,這對同學(xué)們將所學(xué)數(shù)學(xué)各部分知識融會(huì)貫通,起到了很好的促進(jìn)作用.在解決問題時(shí),要依據(jù)題設(shè)、題斷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系、選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案,最終歸結(jié)為不等式的求解或證明.不等式的應(yīng)用范圍十分廣泛,它始終貫串在整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué)之中.諸如集合問題,方程(組)的解的討論,函數(shù)單調(diào)性的研究,函數(shù)定義域的確定,三角、數(shù)列、復(fù)數(shù)、立體幾何、解析幾何中的最大值、最小值問題,無一不與不等式有著密切的聯(lián)系,許多問題,最終都可歸結(jié)為不等式的求解或證明。 8.不等式應(yīng)用問題體現(xiàn)了一定的綜合性.這類問題大致可以分為兩類:一類是建立不等式、解不等式;另一類是建立函數(shù)式求最大值或最小值.利用平均值不等式求函數(shù)的最值時(shí),要特別注意“正數(shù)、定值和相等”三個(gè)條件缺一不可,有時(shí)需要適當(dāng)拼湊,使之符合這三個(gè)條件.利用不等式解應(yīng)用題的基本步驟:10審題,20建立不等式模型,30解數(shù)學(xué)問題,40作答。 9.注意事項(xiàng): ⑴解不等式的基本思想是轉(zhuǎn)化、化歸,一般都轉(zhuǎn)化為最簡單的一元一次不等式(組)或一元二次不等式(組)來求解,。 ⑵解含參數(shù)不等式時(shí),要特別注意數(shù)形結(jié)合思想,函數(shù)與方程思想,分類討論思想的錄活運(yùn)用。 ⑶不等式證明方法有多種,既要注意到各種證法的適用范圍,又要注意在掌握常規(guī)證法的基礎(chǔ)上,選用一些特殊技巧。如運(yùn)用放縮法證明不等式時(shí)要注意調(diào)整放縮的度。 ⑷根據(jù)題目結(jié)構(gòu)特點(diǎn),執(zhí)果索因,往往是有效的思維方法。 (Ⅱ)范例分析 b)∈M,且對M中的其它元素(c,d),總有c≥a,則a=____. 分析:讀懂并能揭示問題中的數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì),將是解決該問題的突破口.怎樣理解“對M中的其它元素(c,d),總有c≥a”?M中的元素又有什么特點(diǎn)? 解:依題可知,本題等價(jià)于求函數(shù)x=f(y)=(y+3)|y-1|+(y+3) (2)當(dāng)1≤y≤3時(shí), 所以當(dāng)y=1時(shí),xmin=4. 說明:題設(shè)條件中出現(xiàn)集合的形式,因此要認(rèn)清集合元素的本質(zhì)屬性,然后結(jié)合條件,揭示其數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì).即求集合M中的元素滿足關(guān)系式 例2.解關(guān)于的不等式: 分析:本例主要復(fù)習(xí)含絕對值不等式的解法,分類討論的思想。本題的關(guān)鍵不是對參數(shù)進(jìn)行討論,而是去絕對值時(shí)必須對末知數(shù)進(jìn)行討論,得到兩個(gè)不等式組,最后對兩個(gè)不等式組的解集求并集,得出原不等式的解集。 解:當(dāng) 。 例3. 己知三個(gè)不等式:① ② ③ (1)若同時(shí)滿足①、②的值也滿足③,求m的取值范圍; (2)若滿足的③值至少滿足①和②中的一個(gè),求m的取值范圍。 分析:本例主要綜合復(fù)習(xí)整式、分式不等式和含絕對值不等的解法,以及數(shù)形結(jié)合思想,解本題的關(guān)鍵弄清同時(shí)滿足①、②的值的滿足③的充要條件是:③對應(yīng)的方程的兩根分別在和內(nèi)。不等式和與之對應(yīng)的方程及函數(shù)圖象有著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系,在解決問題的過程中,要適時(shí)地聯(lián)系它們之間的內(nèi)在關(guān)系。 解:記①的解集為A,②的解集為B,③的解集為C。 解①得A=(-1,3);解②得B= (1) 因同時(shí)滿足①、②的值也滿足③,ABC 設(shè),由的圖象可知:方程的小根小于0,大根大于或等于3時(shí),即可滿足 (2) 因滿足③的值至少滿足①和②中的一個(gè),因 此小根大于或等于-1,大根小于或等于4,因而 說明:同時(shí)滿足①②的x值滿足③的充要條件是:③對應(yīng)的方程2x+mx-1=0的兩根分別在(-∞,0)和[3,+∞)內(nèi),因此有f(0)<0且f(3)≤0,否則不能對A∩B中的所有x值滿足條件.不等式和與之對應(yīng)的方程及圖象是有著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系的,在解決問題的過程中,要適時(shí)地聯(lián)系它們之間的內(nèi)在關(guān)系. 例4.已知對于自然數(shù)a,存在一個(gè)以a為首項(xiàng)系數(shù)的整系數(shù)二次三項(xiàng)式,它有兩個(gè)小于1的正根,求證:a≥5. 分析:回憶二次函數(shù)的幾種特殊形式.設(shè)f(x)=ax+bx+c(a≠0).① 頂點(diǎn)式.f(x)=a(x-x)+f(x)(a≠0).這里(x,f(x))是二次函數(shù)的頂點(diǎn),x= ))、(x,f(x))、(x,f(x))是二次函數(shù)圖象上的不同三點(diǎn),則系數(shù)a,b,c可由 證明:設(shè)二次三項(xiàng)式為:f(x)=a(x-x)(x-x),a∈N. 依題意知:0<x<1,0<x<1,且x≠x.于是有 f(0)>0,f(1)>0. 又f(x)=ax-a(x+x)x+axx為整系數(shù)二次三項(xiàng)式, 所以f(0)=axx、f(1)=a(1-x)(1-x)為正整數(shù).故f(0)≥1,f(1)≥1. 從而 f(0)f(1)≥1. ① 另一方面, 且由x≠x知等號不同時(shí)成立,所以 由①、②得,a>16.又a∈N,所以a≥5. 說明:二次函數(shù)是一類被廣泛應(yīng)用的函數(shù),用它構(gòu)造的不等式證明問題,往往比較靈活.根據(jù)題設(shè)條件恰當(dāng)選擇二次函數(shù)的表達(dá)形式,是解決這類問題的關(guān)鍵. 例5.設(shè)等差數(shù)列{a}的首項(xiàng)a1>0且Sm=Sn(m≠n).問:它的前多少項(xiàng)的和最大? 分析:要求前n項(xiàng)和的最大值,首先要分析此數(shù)列是遞增數(shù)列還是遞減數(shù)列. 解:設(shè)等差數(shù)列{a}的公差為d,由Sm=Sn得 ak≥0,且ak+1<0. (k∈N). 說明:諸多數(shù)學(xué)問題可歸結(jié)為解某一不等式(組).正確列出不等式(組),并分析其解在具體問題的意義,是得到合理結(jié)論的關(guān)鍵. 例6.若二次函數(shù)y=f(x)的圖象經(jīng)過原點(diǎn),且1≤f(-1)≤2,3≤f(1)≤4,求f(-2)的范圍. 分析:要求f(-2)的取值范圍,只需找到含人f(-2)的不等式(組).由于y=f(x)是二次函數(shù),所以應(yīng)先將f(x)的表達(dá)形式寫出來.即可求得f(-2)的表達(dá)式,然后依題設(shè)條件列出含有f(-2)的不等式(組),即可求解. 解:因?yàn)閥=f(x)的圖象經(jīng)過原點(diǎn),所以可設(shè)y=f(x)=ax2+bx.于是 解法一(利用基本不等式的性質(zhì)) 不等式組(Ⅰ)變形得 (Ⅰ)所以f(-2)的取值范圍是[6,10]. 解法二(數(shù)形結(jié)合) 建立直角坐標(biāo)系aob,作出不等式組(Ⅰ)所表示的區(qū)域,如圖6中的陰影部分.因?yàn)閒(-2)=4a-2b,所以4a-2b-f(-2)=0表示斜率為2的直線系.如圖6,當(dāng)直線4a-2b-f(-2)=0過點(diǎn)A(2,1),B(3,1)時(shí),分別取得f(-2)的最小值6,最大值10.即f(-2)的取值范圍是:6≤f(-2)≤10. 解法三(利用方程的思想) 又f(-2)=4a-2b=3f(-1)+f(1),而 1≤f(-1)≤2,3≤f(1)≤4, ① 所以 3≤3f(-1)≤6. ② ①+②得4≤3f(-1)+f(1)≤10,即6≤f(-2)≤10. 說明:(1)在解不等式時(shí),要求作同解變形.要避免出現(xiàn)以下一種錯(cuò)解: 2b,8≤4a≤12,-3≤-2b≤-1,所以 5≤f(-2)≤11. (2)對這類問題的求解關(guān)鍵一步是,找到f(-2)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),然后依其數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)特征,揭示其代數(shù)的、幾何的本質(zhì),利用不等式的基本性質(zhì)、數(shù)形結(jié)合、方程等數(shù)學(xué)思想方法,從不同角度去解決同一問題.若長期這樣思考問題,數(shù)學(xué)的素養(yǎng)一定會(huì)迅速提高. 例7.( 江蘇)己知, (1) (2),證明:對任意,的充要條件是; (3)討論:對任意,的充要條件。 證明:(1)依題意,對任意,都有 (2)充分性: 必要性:對任意 (3) 即 而當(dāng) 例8.若a>0,b>0,a3+b3=2.求證a+b≤2,ab≤1. 分析:由條件a3+b3=2及待證的結(jié)論a+b≤2的結(jié)構(gòu)入手,聯(lián)想它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,不妨用作差比較法或均值不等式或構(gòu)造方程等等方法,架起溝通二者的“橋梁”. 證法一 (作差比較法) 因?yàn)閍>0,b>0,a3+b3=2,所以 (a+b)3-23=a3+b3+3a2b+3ab2-8=3a2b+3ab2-6 =3[ab(a+b)-2]=3[ab(a+b)-(a3+b3)]=-3(a+b)(a-b)2≤0, 即 (a+b)3≤23. 證法二 (平均值不等式—綜合法) 因?yàn)閍>0,b>0,a3+b3=2,所以 所以a+b≤2,ab≤1. 說明:充分發(fā)揮“1”的作用,使其證明路徑顯得格外簡捷、漂亮. 證法三 (構(gòu)造方程) 設(shè)a,b為方程x2-mx+n=0的兩根.則 因?yàn)閍>0,b>0,所以m>0,n>0且Δ=m2-4n≥0.① 因此2=a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]=m[m2-3n],所以 所以a+b≤2. 由2≥m得4≥m2,又m2≥4n,所以4≥4n,即n≤1.所以 ab≤1. 說明:認(rèn)真觀察不等式的結(jié)構(gòu),從中發(fā)現(xiàn)與已學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系,就能較順利地找到解決問題的切入點(diǎn). 證法四 (恰當(dāng)?shù)呐錅? 因?yàn)閍>0,b>0,a3+b3=2,所以 2=a3+b3=(a+b)(a2+b2-ab)≥(a+b)(2ab-ab)=ab(a+b), 于是有6≥3ab(a+b),從而 8≥3ab(a+b)+2=3a2b+3ab2+a3+b3=(a+b)3, 所以a+b≤2.(以下略) 即a+b≤2.(以下略) 證法六 (反證法) 假設(shè)a+b>2,則 a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]>2(22-3ab). 因?yàn)閍3+b3=2,所以2>2(4-3ab),因此ab>1. ① 另一方面,2=a3+b3=(a+b)(a2+b2-ab)≥(a+b)(2ab-ab)=(a+b)ab>2ab, 所以ab<1. ② 于是①與②矛盾,故a+b≤2.(以下略) 說明:此題用了六種不同的方法證明,這幾種證法都是證明不等式的常用方法. 例9.設(shè)函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的圖象與兩直線y=x,y=-x,均不相 分析:因?yàn)閤∈R,故|f(x)|的最小值若存在,則最小值由頂點(diǎn)確定,故設(shè)f(x)=a(x-x0)2+f(x0). 證明:由題意知,a≠0.設(shè)f(x)=a(x-x0)2+f(x0),則 又二次方程ax2+bx+c=x無實(shí)根,故 Δ1=(b+1)2-4ac<0, Δ2=(b-1)2-4ac<0. 所以(b+1)2+(b-1)2-8ac<0,即2b2+2-8ac<0,即 b2-4ac<-1,所以|b2-4ac|>1. 說明:從上述幾個(gè)例子可以看出,在證明與二次函數(shù)有關(guān)的不等式問題時(shí),如果針對題設(shè)條件,合理采取二次函數(shù)的不同形式,那么我們就找到了一種有效的證明途徑. 例10.某城市xx年末汽車保有量為30萬輛,預(yù)計(jì)此后每年報(bào)廢上一年末汽車保有量的6%,并且每年新增汽車數(shù)量相同。為了保護(hù)城市環(huán)境,要求該城市汽車保有量不超過60萬輛,那么每年新增汽車數(shù)量不應(yīng)超過多少輛? 解:設(shè)xx年末的汽車保有量為,以后每年末的汽車保有量依次為,每年新增汽車萬輛。 由題意得 例11.已知奇函數(shù) 知函數(shù) 分析:這是一道比較綜合的問題,考查很多函數(shù)知識,通過恰當(dāng)換元,使問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值問題。 令 要使 10 當(dāng) 30當(dāng) 綜上: 例12.如圖,某隧道設(shè)計(jì)為雙向四車道,車道總寬22米,要求通行車輛限高4.5米,隧道全長2.5千米,隧道的拱線近似地看成半個(gè)橢圓形狀。 (1)若最大拱高h(yuǎn)為6米,則隧道設(shè)計(jì)的拱寬是多少? (2)若最大拱高h(yuǎn)不小于6米,則應(yīng)如何設(shè)計(jì)拱高h(yuǎn)和拱寬,才能使半個(gè)橢圓形隧道的土方工程最小? (半個(gè)橢圓的面積公式為s=柱體體積為:底面積乘以高,,本題結(jié)果均精確到0.1米) 分析:本題為xx年上海高考題,考查運(yùn)用幾何、不等式等解決應(yīng)用題的能力及運(yùn)算能力。 解:1)建立如圖所示直角坐標(biāo)系,則P(11,4.5) 橢圓方程為: 將b=h=6與點(diǎn)P坐標(biāo)代入橢圓方程得 故隧道拱寬約為33.3米 2)由橢圓方程 故當(dāng)拱高約為6.4米,拱寬約為31.1米時(shí),土方工程量最小. 例13.已知n∈N,n>1.求證 分析:雖然待證不等式是關(guān)于自然數(shù)的命題,但不一定選用數(shù)學(xué)歸納法,觀其“形”,它具有較好規(guī)律,因此不妨采用構(gòu)造數(shù)列的方法進(jìn)行解. 則 說明:因?yàn)閿?shù)列是特殊的函數(shù),所以可以因問題的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),利用函數(shù)的思想解決. 例14.已知函數(shù) 分析:本例主要復(fù)習(xí)函數(shù)、不等式的基礎(chǔ)知識,絕對值不等式及函數(shù)不等式的證明技巧。基本思路先將函數(shù)不等式轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式,利用絕對值不等式的性質(zhì)及函數(shù)的性質(zhì)。證明(1)再利用二項(xiàng)展開式及基本不等式的證明(2)。 證明:(1) 當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),上式取等號。 (2)時(shí),結(jié)論顯然成立 當(dāng)時(shí), 例15.己知 (1) (2) 證明:(1) 同理 (2)由二項(xiàng)式定理有 因此 。 (Ⅲ)、強(qiáng)化訓(xùn)練 1.已知非負(fù)實(shí)數(shù),滿足且,則的最大值是( ) A. B. C. D. 2.已知命題p:函數(shù)的值域?yàn)镽,命題q:函數(shù) 是減函數(shù)。若p或q為真命題,p且q為假命題,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 ( ) A.a(chǎn)≤1 B.a(chǎn)<2 C.1- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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