2017 年高考不等式經(jīng)典問題聚焦

■陜西省洋縣中學(xué) 劉大鳴(特級教師)

2017 年高考不等式經(jīng)典問題聚焦

■陜西省洋縣中學(xué) 劉大鳴(特級教師)

2017年高考對不等式的考查圍繞“不等式求最值的多種思維方法及應(yīng)用,線性規(guī)劃及應(yīng)用,不等式求解函數(shù)”展開,凸顯不等式的工具性。

聚焦1 “多種方法”湊定值,用不等式求最值

點(diǎn)評:基本不等式的常用形式包含a2+b2≥2ab(a,b∈R),a+b≥2應(yīng)用基本不等式求最值,必須滿足 “一正、二定、三相等”。要根據(jù)式子的特征靈活變形,配湊出積、和為定值的形式,如本題中“1”的妙用和三角換元都是為了滿足使用基本不等式的條件。

聚焦2 多次用不等式求最值,保證同時(shí)取等號的條件

解析：分式類二元函數(shù)求最值,可用不等式和部分分式湊積為定值求最值。

點(diǎn)評:多次使用基本不等式求最值時(shí),要注意等號是否同時(shí)成立,需構(gòu)建同時(shí)滿足條件的方程組,求解并進(jìn)行驗(yàn)證。

聚焦3 用均值不等式求解實(shí)際應(yīng)用題

解析：構(gòu)建總費(fèi)用的目標(biāo)函數(shù),用基本不等式求解。由題意知總費(fèi)用當(dāng)且僅當(dāng)即x=30時(shí)等號取得。

點(diǎn)評:求實(shí)際應(yīng)用中的最值,常常構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)用基本不等式求解,要注意“拆、拼、湊”等技巧,使其滿足 “正”(即條件中字母為正數(shù))、“定”(不等式的另一邊必須為定值)、“等”(等號成立的條件)的條件才能應(yīng)用,否則會出現(xiàn)錯(cuò)誤。

聚焦4 用不等式尋找媒介值切入確定大小關(guān)系

解析：用基本不等式找媒介值,特殊化取值,借助指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)的性質(zhì)及對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)確定大小關(guān)系。因?yàn)閍＞b＞0,且ab=1,所以log2(a+b)＞log22,則媒介值為1。注意條件a＞b＞0,且ab=1,特殊化處理可取a＞1,則0＜b＜1,故由指數(shù)函數(shù)y=2x及y=x圖像之間的取對數(shù)得關(guān)系有+b(b∈(0,1)),故,所以選B。

點(diǎn)評:若冪的底數(shù)相同或?qū)?shù)的底數(shù)相同,通常利用指數(shù)函數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行比較;若底數(shù)不同,可考慮利用中間量進(jìn)行比較。本題雖小,但考查的知識點(diǎn)較多,需靈活利用基本不等式找媒介值,取特殊值,再借助指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的性質(zhì),指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)圖像間的關(guān)系,作出判斷。

解析：根據(jù)約束條件畫出可行域,結(jié)合目標(biāo)函數(shù)的幾何意義,在可行區(qū)域內(nèi)求最值。

不等式組表示的可行域如圖1所示。

圖1

最小值為3×(-1)-2×1=-5。

點(diǎn)評:在線性約束條件下,求目標(biāo)函數(shù)的最大(小)值步驟是不變的:(1)尋找線性約束條件;(2)由二元一次不等式表示的平面區(qū)域畫出可行域;(3)在可行域內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。目標(biāo)函數(shù)分為:①直線型,轉(zhuǎn)化成斜截式比較截距大小,要注意z前系數(shù)為負(fù)時(shí),截距越大,z值越小;② 分式型,其幾何意義是已知點(diǎn)與未知點(diǎn)的斜率;③ 平方型,其幾何意義是距離,尤其要注意的是最終結(jié)果應(yīng)該是距離的平方;④ 絕對值型,其幾何意義是點(diǎn)到直線的距離。

聚焦6 利用“線性規(guī)劃”求解實(shí)際應(yīng)用問題

表1

已知電視臺每周安排的甲、乙連續(xù)劇的總播放時(shí)間不多于600min,廣告的總播放時(shí)間不少于30min,且甲連續(xù)劇播放的次數(shù)不多于乙連續(xù)劇播放次數(shù)的2倍。分別用x,y表示每周計(jì)劃播出的甲、乙兩套連續(xù)劇的次數(shù)。

(1)用x,y列出滿足題目條件的數(shù)學(xué)關(guān)系式,并畫出相應(yīng)的平面區(qū)域;

(2)問電視臺每周播出甲、乙兩套連續(xù)劇各多少次,才能使收視人次最多。

解析：列出約束條件的不等式組,作可行域,利用線性規(guī)劃知識求解最優(yōu)值。

(1)由已知得x,y滿足的關(guān)系式為:

該二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域?yàn)閳D2中陰影部分內(nèi)的整點(diǎn)(包括邊界)。

(2)設(shè)總收視人次為z萬,則目標(biāo)函數(shù)為z=60x+25y。

圖2

所以,電視臺每周播出甲連續(xù)劇6次、乙連續(xù)劇3次時(shí)才能使總收視人次最多。

點(diǎn)評:本題是線性規(guī)劃解最值問題,解交點(diǎn)做可行域,把目標(biāo)函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)的斜截式,運(yùn)動(dòng)使目標(biāo)函數(shù)(平行的直線系)過特殊的交點(diǎn)取得最值,凸顯數(shù)形結(jié)合思想在最優(yōu)化問題中的具體應(yīng)用,但要注意實(shí)際問題中的最優(yōu)解是整數(shù)。

聚焦7 利用“線性規(guī)劃”求解變量的取值范圍

解析：動(dòng)點(diǎn)與兩定點(diǎn)構(gòu)成的向量的數(shù)量積的最大值,其實(shí)質(zhì)就是二元一次變量在_可行域上的最值。設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y),由·≤20和x2+y2=50易得2x-y+5≤0。由,可得(,)或M-5-5 N(1,7)。由2x-y+5≤0得,P點(diǎn)在圓左邊上,結(jié)合限制條件-52≤x≤52,可得點(diǎn)P橫坐標(biāo)的取值范圍為[-52,1]。

點(diǎn)評:用線性規(guī)劃求解取值范圍,首先,明確可行域?qū)?yīng)的是封閉區(qū)域還是開放區(qū)域,分界線是實(shí)線還是虛線,其次,確定目標(biāo)函數(shù)的幾何意義,是求橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)、直線的截距、兩點(diǎn)間距離的平方、直線的斜率,還是點(diǎn)到直線的距離等,最后,結(jié)合圖形確定目標(biāo)函數(shù)最值取法、值域范圍。解本題時(shí)易忽略-52≤x≤52。

聚焦8 利用不等式研究函數(shù)區(qū)間上的最值

以a為分類對象進(jìn)行討論:

③當(dāng)4＜a＜5時(shí),由復(fù)合函數(shù)值域知,[f(x)]max=max{|4-a|+a,|5-a|+a},則:

點(diǎn)評:本題利用基本不等式和對勾函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,由x∈[1,4]知x+∈[4,5],通過對解析式中絕對值號的處理,進(jìn)行分類討論:① 當(dāng)a≥5;②a≤4;③4＜a＜5。問題的難點(diǎn)在于對分界點(diǎn)的確定及討論上,解題時(shí)應(yīng)仔細(xì)對各種情況進(jìn)行討論。特別注意當(dāng)4＜a＜5時(shí),由復(fù)合函數(shù)值域知,[f(x)]max=max{|4-a|+a,|5-a|+a},進(jìn)而分類解含有絕對值的不等式組。

(責(zé)任編輯 徐利杰)