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数学不等式高考真题

1.(2018•卷Ⅱ)设函数

(1)   当时,求不等式的解集;

(2)若,求的取值范围

2.(2013•辽宁)已知函数f(x)=|x﹣a|,其中a>1

(1)当a=2时,求不等式f(x)≥4﹣|x﹣4|的解集;

(2)已知关于x的不等式|f(2x+a)﹣2f(x)|≤2的解集{x|1≤x≤2},求a的值.

3.(2017•新课标Ⅲ)[选修4-5:

不等式选讲]

已知函数f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|.

(Ⅰ)求不等式f(x)≥1的解集;

(Ⅱ)若不等式f(x)≥x2﹣x+m的解集非空,求m的取值范围.

4.(2017•新课标Ⅱ)[选修4-5:

不等式选讲]

已知a>0,b>0,a3+b3=2,证明:

(Ⅰ)(a+b)(a5+b5)≥4;

(Ⅱ)a+b≤2.

5.(2017•新课标Ⅰ卷)[选修4-5:

不等式选讲]

已知函数f(x)=﹣x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x﹣1|.(10分)

(1)当a=1时,求不等式f(x)≥g(x)的解集;

(2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[﹣1,1],求a的取值范围.

6.(2017•新课标Ⅱ)[选修4-5:

不等式选讲]

已知a>0,b>0,a3+b3=2,证明:

(Ⅰ)(a+b)(a5+b5)≥4;

(Ⅱ)a+b≤2.

7.(2018•卷Ⅰ)已知

(1)当时,求不等式的解集

(2)若时,不等式成立,求的取值范围

8.(2018•卷Ⅰ)已知f(x)=|x+1|-|ax-1|

(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集

(2)若x∈(0,1)时不等式f(x)>x成立,求a的取值范围

9.(2017•新课标Ⅲ)[选修4-5:

不等式选讲]

已知函数f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|.

(1)求不等式f(x)≥1的解集;

(2)若不等式f(x)≥x2﹣x+m的解集非空,求m的取值范围.

10.(2014•新课标II)设函数f(x)=|x+|+|x﹣a|(a>0).

(1)证明:

f(x)≥2;

(2)若f(3)<5,求a的取值范围.

11.(2015·福建)选修4-5:

不等式选讲

已知,函数的最小值为4.

(1)求的值;

(2)求的最小值.

12.(2014•新课标I)若a>0,b>0,且+=.

(1)求a3+b3的最小值;

(2)是否存在a,b,使得2a+3b=6?

并说明理由.

13.(2017•新课标Ⅲ)已知函数f(x)=lnx+ax2+(2a+1)x.(12分)

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)当a<0时,证明f(x)≤﹣﹣2.

14.(2017•新课标Ⅲ)已知函数f(x)=x﹣1﹣alnx.

(Ⅰ)若f(x)≥0,求a的值;

(Ⅱ)设m为整数,且对于任意正整数n,(1+)(1+)…(1+)<m,求m的最小值.

15.(2018•卷Ⅲ)设函数

(1)画出的图像

(2)当时,,求的最小值。

16.(2013•福建)设不等式|x﹣2|<a(a∈N*)的解集为A,且

(1)求a的值

(2)求函数f(x)=|x+a|+|x﹣2|的最小值.

17.(2013•新课标Ⅰ)(选修4﹣5:

不等式选讲)

已知函数f(x)=|2x﹣1|+|2x+a|,g(x)=x+3.

(1)当a=﹣2时,求不等式f(x)<g(x)的解集;

(2)设a>﹣1,且当时,f(x)≤g(x),求a的取值范围.

18.(2016•全国)选修4—5:

不等式选讲

已知函数f(x)=∣x-∣+∣x+∣,M为不等式f(x)<2的解集.

(1)求M;

(2)证明:

当a,b∈M时,∣a+b∣<∣1+ab∣。

19.(2016•全国)[选修4-5:

不等式选讲]已知函数f(x)=|2x﹣a|+a.

(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;

(2)设函数g(x)=|2x﹣1|,当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.

20.(2012•新课标)已知函数f(x)=|x+a|+|x﹣2|

(1)当a=﹣3时,求不等式f(x)≥3的解集;

(2)若f(x)≤|x﹣4|的解集包含[1,2],求a的取值范围.

21.(2012•辽宁)选修4﹣5:

不等式选讲

已知f(x)=|ax+1|(a∈R),不等式f(x)≤3的解集为{x|﹣2≤x≤1}.

(1)求a的值;

(2)若恒成立,求k的取值范围.

答案解析部分

一、解答题

1.【答案】

(1)a=1时,时,由

当x≥2时,由f(x)≥0得:

6-2x≥0,解得:

x≤3;

当-1<x<x时,f(x)≥0;

当x≤-1时,由f(x)≥0得:

4+2x≥0,解得x≥-2

所以f(x)≥0的解集为{x|-2≤x≤3}

(2)若f(x)≤1,即恒成立

也就是x∈R,恒成立

当x=2时取等,所以x∈R,等价于

解得:

a≥2或a≤-6

所以a的取值范围(-∞,-6]∪[2,+∞)

【解析】【分析】

(1)由绝对值不等式的解法易得;

(2)由绝对值几何意义转化易得.

2.【答案】

(1)解:

当a=2时,f(x)≥4﹣|x﹣4|可化为|x﹣2|+|x﹣4|≥4,

当x≤2时,得﹣2x+6≥4,解得x≤1;

当2<x<4时,得2≥4,无解;

当x≥4时,得2x﹣6≥4,解得x≥5;

故不等式的解集为{x|x≥5或x≤1}

(2)解:

设h(x)=f(2x+a)﹣2f(x),则h(x)=

 由|h(x)|≤2得

又已知关于x的不等式|f(2x+a)﹣2f(x)|≤2的解集{x|1≤x≤2},

所以,

故a=3.

【解析】【分析】

(1)当a=2时,f(x)≥4﹣|x﹣4|可化为|x﹣2|+|x﹣4|≥4,直接求出不等式|x﹣2|+|x﹣4|≥4的解集即可.

(2)设h(x)=f(2x+a)﹣2f(x),则h(x)=.由|h(x)|≤2解得,它与1≤x≤2等价,然后求出a的值.

3.【答案】解:

(Ⅰ)∵f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|=,f(x)≥1,

∴当﹣1≤x≤2时,2x﹣1≥1,解得1≤x≤2;

当x>2时,3≥1恒成立,故x>2;

综上,不等式f(x)≥1的解集为{x|x≥1}.

(Ⅱ)原式等价于存在x∈R使得f(x)﹣x2+x≥m成立,

即m≤[f(x)﹣x2+x]max,设g(x)=f(x)﹣x2+x.

(1)知,g(x)=,

当x≤﹣1时,g(x)=﹣x2+x﹣3,其开口向下,对称轴方程为x=>﹣1,

∴g(x)≤g(﹣1)=﹣1﹣1﹣3=﹣5;

当﹣1<x<2时,g(x)=﹣x2+3x﹣1,其开口向下,对称轴方程为x=∈(﹣1,2),

∴g(x)≤g()=﹣+﹣1=;

当x≥2时,g(x)=﹣x2+x+3,其开口向下,对称轴方程为x=<2,

∴g(x)≤g

(2)=﹣4+2=3=1;

综上,g(x)max=,

∴m的取值范围为(﹣∞,].

【解析】【分析】(Ⅰ)由于f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|=,解不等式f(x)≥1可分﹣1≤x≤2与x>2两类讨论即可解得不等式f(x)≥1的解集;

(Ⅱ)依题意可得m≤[f(x)﹣x2+x]max,设g(x)=f(x)﹣x2+x,分x≤1、﹣1<x<2、x≥2三类讨论,可求得g(x)max=,从而可得m的取值范围.

4.【答案】证明:

(Ⅰ)由柯西不等式得:

(a+b)(a5+b5)≥(+)2=(a3+b3)2≥4,

当且仅当=,即a=b=1时取等号,

(Ⅱ)∵a3+b3=2,

∴(a+b)(a2﹣ab+b2)=2,

∴(a+b)[(a+b)2﹣3ab]=2,

∴(a+b)3﹣3ab(a+b)=2,

∴=ab,

由均值不等式可得:

=ab≤()2,

∴(a+b)3﹣2≤,

∴(a+b)3≤2,

∴a+b≤2,当且仅当a=b=1时等号成立.

【解析】【分析】(Ⅰ)由柯西不等式即可证明,

(Ⅱ)由a3+b3=2转化为=ab,再由均值不等式可得:

=ab≤()2,即可得到(a+b)3≤2,问题得以证明.

5.【答案】

(1)解:

(1)当a=1时,f(x)=﹣x2+x+4,是开口向下,对称轴为x=的二次函数,

g(x)=|x+1|+|x﹣1|=,

当x∈(1,+∞)时,令﹣x2+x+4=2x,解得x=,g(x)在(1,+∞)上单调递增,f(x)在(1,+∞)上单调递减,∴此时f(x)≥g(x)的解集为(1,];

当x∈[﹣1,1]时,g(x)=2,f(x)≥f(﹣1)=2.

当x∈(﹣∞,﹣1)时,g(x)单调递减,f(x)单调递增,且g(﹣1)=f(﹣1)=2.

综上所述,f(x)≥g(x)的解集为[﹣1,];

(2)

(2)依题意得:

﹣x2+ax+4≥2在[﹣1,1]恒成立,即x2﹣ax﹣2≤0在[﹣1,1]恒成立,则只需,解得﹣1≤a≤1,

故a的取值范围是[﹣1,1].

【解析】【分析】(1.)当a=1时,f(x)=﹣x2+x+4,g(x)=|x+1|+|x﹣1|=,分x>1、x∈[﹣1,1]、x∈(﹣∞,﹣1)三类讨论,结合g(x)与f(x)的单调性质即可求得f(x)≥g(x)的解集为[﹣1,];

(2.)依题意得:

﹣x2+ax+4≥2在[﹣1,1]恒成立⇔x2﹣ax﹣2≤0在[﹣1,1]恒成立,只需,解之即可得a的取值范围.

6.【答案】证明:

(Ⅰ)由柯西不等式得:

(a+b)(a5+b5)≥(+)2=(a3+b3)2≥4,

当且仅当=,即a=b=1时取等号,

(Ⅱ)∵a3+b3=2,

∴(a+b)(a2﹣ab+b2)=2,

∴(a+b)[(a+b)2﹣3ab]=2,

∴(a+b)3﹣3ab(a+b)=2,

∴=ab,

由均值不等式可得:

=ab≤()2,

∴(a+b)3﹣2≤,

∴(a+b)3≤2,

∴a+b≤2,当且仅当a=b=1时等号成立.

【解析】【分析】(Ⅰ)由柯西不等式即可证明,

(Ⅱ)由a3+b3=2转化为=ab,再由均值不等式可得:

=ab≤()2,即可得到≤2,问题得以证明.

7.【答案】

(1)解:

当时,,即故不等式的解集为.

(2)解:

当时成立等价于当时成立.

若,则当时;

若,的解集为,所以,故.

综上,的取值范围为.

【解析】【分析】

(1)通过对x分类讨论去掉绝对值,解不等式,求出解集;

(2)不等式恒成立等价于f(x)-x>0对于恒成立,即函数f(x)-x的最小值大于0,由此求出a的范围.

8.【答案】

(1)解:

当a=1时,

当时,-2>1舍

当时,2x>1

当时,2>1,成立,综上所述结果为

(2)解:

∵ax>0

∴a>0.

ax<2

又所以

综上所述

【解析】【分析】通过对x分类讨论去掉绝对值,解不等式,求出解集;

(2)不等式恒成立等价于f(x)-x>0对于恒成立,即函数f(x)-x的最小值大于0,由此求出a的范围.

9.【答案】

(1)解:

∵f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|=,f(x)≥1,

∴当﹣1≤x≤2时,2x﹣1≥1,解得1≤x≤2;

当x>2时,3≥1恒成立,故x>2;

综上,不等式f(x)≥1的解集为{x|x≥1}.

(2)原式等价于存在x∈R使得f(x)﹣x2+x≥m成立,

即m≤[f(x)﹣x2+x]max,设g(x)=f(x)﹣x2+x.

(1)知,g(x)=,

当x≤﹣1时,g(x)=﹣x2+x﹣3,其开口向下,对称轴方程为x=>﹣1,

∴g(x)≤g(﹣1)=﹣1﹣1﹣3=﹣5;

当﹣1<x<2时,g(x)=﹣x2+3x﹣1,其开口向下,对称轴方程为x=∈(﹣1,2),

∴g(x)≤g()=﹣+﹣1=;

当x≥2时,g(x)=﹣x2+x+3,其开口向下,对称轴方程为x=<2,

∴g(x)≤g

(2)=﹣4+2=3=1;

综上,g(x)max=,

∴m的取值范围为(﹣∞,].

【解析】【分析】(1.)由于f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|=,解不等式f(x)≥1可分﹣1≤x≤2与x>2两类讨论即可解得不等式f(x)≥1的解集;

(2.)依题意可得m≤[f(x)﹣x2+x]max,设g(x)=f(x)﹣x2+x,分x≤1、﹣1<x<2、x≥2三类讨论,可求得g(x)max=,从而可得m的取值范围.

10.【答案】

(1)解:

证明:

∵a>0,f(x)=|x+

|+|x﹣a|≥|(x+

)﹣(x﹣a)|=|a+

|=a+

≥2

=2,

故不等式f(x)≥2成立.

(2)解:

∵f(3)=|3+

|+|3﹣a|<5,

∴当a>3时,不等式即a+

<5,即a2﹣5a+1<0,解得3<a<

当0<a≤3时,不等式即6﹣a+

<5,即a2﹣a﹣1>0,求得

<a≤3.

综上可得,a的取值范围(

【解析】【分析】

(1)由a>0,f(x)=|x+|+|x﹣a|,利用绝对值三角不等式、基本不等式证得f(x)≥2成立.

(2)由f(3)=|3+|+|3﹣a|<5,分当a>3时和当0<a≤3时两种情况,分别去掉绝对值,求得不等式的解集,再取并集,即得所求.

11.【答案】

(1)4

(2)

【解析】【解答】

  1.因为,当且仅当时,等号成立,又,所以,所以的最小值为,所以.

  2.由1知,由柯西不等式得,即.d当且仅当,即时,等号成立所以的最小值为

【分析】当的系数相等或相反时,可以利用绝对值不等式求解析式形如的函数的最小值,以及解析式形如的函数的最小值和最大值,否则去绝对号,利用分段函数的图象求最值.利用柯西不等式求最值时,要注意其公式的特征,以出现定值为目标.

12.【答案】

(1)解:

∵a>0,b>0,且

+

=

=

+

≥2

,∴ab≥2,

当且仅当a=b=

时取等号.

∵a3+b3≥2

≥2

=4

,当且仅当a=b=

时取等号,

∴a3+b3的最小值为4

(2)解:

∵2a+3b≥2

=2

,当且仅当2a=3b时,取等号.

而由

(1)可知,2

≥2

=4

>6,

故不存在a,b,使得2a+3b=6成立.

【解析】【分析】

(1)由条件利用基本不等式求得ab≥2,再利用基本不等式求得a3+b3的最小值.

(2)根据ab≥4及基本不等式求的2a+3b>8,从而可得不存在a,b,使得2a+3b=6.

13.【答案】

(1)解:

因为f(x)=lnx+ax2+(2a+1)x,

求导f′(x)=+2ax+(2a+1)==,(x>0),

①当a=0时,f′(x)=+1>0恒成立,此时y=f(x)在(0,+∞)上单调递增;

②当a>0,由于x>0,所以(2ax+1)(x+1)>0恒成立,此时y=f(x)在(0,+∞)上单调递增;

③当a<0时,令f′(x)=0,解得:

x=﹣.

因为当x∈(0,﹣)时,f′(x)>0、当x∈(﹣,+∞)时,f′(x)<0,

所以y=f(x)在(0,﹣)上单调递增、在(﹣,+∞)上单调递减.

综上可知:

当a≥0时f(x)在(0,+∞)上单调递增,

当a<0时,f(x)在(0,﹣)上单调递增、在(﹣,+∞)上单调递减;

(2)证明:

(1)可知:

当a<0时f(x)在(0,﹣)上单调递增、在(﹣,+∞)上单调递减,

所以当x=﹣时函数y=f(x)取最大值f(x)max=f(﹣)=﹣1﹣ln2﹣+ln(﹣).

从而要证f(x)≤﹣﹣2,即证f(﹣)≤﹣﹣2,

即证﹣1﹣ln2﹣+ln(﹣)≤﹣﹣2,即证﹣(﹣)+ln(﹣)≤﹣1+ln2.

令t=﹣,则t>0,问题转化为证明:

﹣t+lnt≤﹣1+ln2.…(*)

令g(t)=﹣t+lnt,则g′(t)=﹣+,

令g′(t)=0可知t=2,则当0<t<2时g′(t)>0,当t>2时g′(t)<0,

所以y=g(t)在(0,2)上单调递增、在(2,+∞)上单调递减,

即g(t)≤g

(2)=﹣×2+ln2=﹣1+ln2,即(*)式成立,

所以当a<0时,f(x)≤﹣﹣2成立.

【解析】【分析】(1.)题干求导可知f′(x)=(x>0),分a=0、a>0、a<0三种情况讨论f′(x)与0的大小关系可得结论;

(2.)通过

(1)可知f(x)max=f(﹣)=﹣1﹣ln2﹣+ln(﹣),进而转化可知问题转化为证明:

当t>0时﹣t+lnt≤﹣1+ln2.进而令g(t)=﹣t+lnt,利用导数求出y=g(t)的最大值即可.

14.【答案】解:

(Ⅰ)因为函数f(x)=x﹣1﹣alnx,x>0,

所以f′(x)=1﹣=,且f

(1)=0.

所以当a≤0时f′(x)>0恒成立,此时y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以在(0,1)上f(x)<0,这与f(x)≥0矛盾;

当a>0时令f′(x)=0,解得x=a,

所以y=f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,即f(x)min=f(a),

又因为f(x)min=f(a)≥0,

所以a=1;

(Ⅱ)由(Ⅰ)可知当a=1时f(x)=x﹣1﹣lnx≥0,即lnx≤x﹣1,

所以ln(x+1)≤x当且仅当x=0时取等号,

所以ln(1+)<,k∈N*,

所以,k∈N*.

一方面,因为++…+=1﹣<1,

所以,(1+)(1+)…(1+)<e;

另一方面,(1+)(1+)…(1+)>(1+)(1+)(1+)=>2,

同时当n≥3时,(1+)(1+)…(1+)∈(2,e).

因为m为整数,且对于任意正整数n(1+)(1+)…(1+)<m,

所以m的最小值为3.

【解析】【分析】(Ⅰ)通过对函数f(x)=x﹣1﹣alnx(x>0)求导,分a≤0、a>0两种情况考虑导函数f′(x)与0的大小关系可得结论;

(Ⅱ)通过(Ⅰ)可知lnx≤x﹣1,进而取特殊值可知ln(1+)<,k∈N*.一方面利用等比数列的求和公式放缩可知(1+)(1+)…(1+)<e;另一方面可知(1+)(1+)…(1+)>2,且当n≥3时,(1+)(1+)…(1+)∈(2,e).

15.【答案】

(1)解:

(2)解:

(1)中可得:

a≥3,b≥2,当a=3,b=2时,a+b取最小值,

所以a+b的最小值为5.

【解析】【分析】

(1)画图像,分段函数;

(2)转化为一次函数分析.

16.【答案】

(1)解:

因为

所以

解得

因为a∈N*,所以a的值为1.

(2)解:

(1)可知函数f(x)=|x+1|+|x﹣2|≥|(x+1)﹣(x﹣2)|=3,

当且仅当(x+1)(x﹣2)≥0,即x≥2或x≤﹣1时取等号,

所以函数f(x)的最小值为3.

【解析】【分析】

(1)利用,推出关于a的绝对值不等式,结合a为整数直接求a的值.

(2)利用a的值化简函数f(x),利用绝对值三角不等式求出|x+1|+|x﹣2|的最小值.

17.【答案】

(1)解:

当a=﹣2时,求不等式f(x)<g(x)化为|2x﹣1|+|2x﹣2|﹣x﹣3<0.

设y=|2x﹣1|+|2x﹣2|﹣x﹣3,则y=

,它的图象如图所示:

结合图象可得,y<0的解集为(0,2),故原不等式的解集为(0,2).

(2)解:

设a>﹣1,且当

时,f(x)=1+a,不等式化为1+a≤x+3,故x≥a﹣2对

都成立.

故﹣

≥a﹣2,解得a≤

,故a的取值范围为(﹣1,

].

【解析】【分析】

(1)当a=﹣2时,求不等式f(x)<g(x)化为|2x﹣1|+|2x﹣2|﹣x﹣3<0.设y=|2x﹣1|+|2x﹣2|﹣x﹣3,画出函数y的图象,数形结合可得结论.

(2)不等式化即1+a≤x+3,故x≥a﹣2对都成立.故﹣≥a﹣2,由此解得a的取值范围.

18.【答案】

(1)解:

当时,,若;

当时,恒成立;

当时,,若,.

综上可得,

(2)证明:

当时,有,

即,

则,

则,

即,

证毕

【解析】【分析】

(1)分当x<

时,当

≤x≤

时,当x>

时三种情况,分别求解不等式,综合可得答案;

(2)当a,b∈M时,(a2﹣1)(b2﹣1)>0,即a2b2+1>a2+b2,配方后,可证得结论.

19.【答案】

(1)解:

当a=2时,f(x)=|2x﹣2|+2,

∵f(x)≤6,∴|2x﹣2|+2≤6,

|2x﹣2|≤4,|x﹣1|≤2,

∴﹣2≤x﹣1≤2,

解得﹣1≤x≤3,

∴不等式f(x)≤6的解集为{x|﹣1≤x≤3}

(2)解:

∵g(x)=|2x﹣1|,

∴f(x)+g(x)=|2x﹣1|+|2x﹣a|+a≥3,

2|x﹣|+2|x﹣|+a≥3,

|x﹣|+|x﹣|≥,

当a≥3时,成立,

当a<3时,|a﹣1|≥>0,

∴(a﹣1)2≥(3﹣a)2,

解得2≤a<3,

∴a的取值范围是[2,+∞)

【解析】【分析】

(1)当a=2时,由已知得|2x﹣2|+2≤6,由此能求出不等式f(x)≤6的解集.

(2)由f(x)+g(x)=|2x﹣1|+|2x﹣a|+a≥3,得|x﹣

|+|x﹣

|≥

,由此能求出a的取值范围.

本题考查含绝对值不等式的解法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意不等式性质的合理运用.

20.【答案】

(1)解:

当a=﹣3时,f(x)≥3即|x﹣3|+|x﹣2|≥3,即①

,或②

或③

解①可得x≤1,解②可得x∈∅,解③可得x≥4.

把①、②、③的解集取并集可得不等式的解集为{x|x≤1或x≥4}

(2)解:

原命题即f(x)≤|x﹣4|在[1,2]上恒成立,等价于|x+a|+2﹣x≤4﹣x在[1,2]上恒成立,

等价于|x+a|≤2,等价于﹣2≤x+a≤2,﹣2﹣x≤a≤2﹣x在[1,2]上恒成立.

故当1≤x≤2时,﹣2﹣x的最大值为﹣2﹣1=﹣3,2﹣x的最小值为0,

故a的取值范围为[﹣3,0].

【解析】【分析】

(1)不等式等价于,或,或,求出每个不等式组的解集,

再取并集即得所求.

(2)原命题等价于﹣2﹣x≤a≤2﹣x在[1,2]上恒成立,由此求得求a的取值范围.

21.【答案】

(1)解:

由|ax+1|≤3得﹣4≤ax≤2

∵不等式f(x)≤3的解集为{x|﹣2≤x≤1}.

∴当a≤0时,不合题意;

当a>0时,,

∴a=2;

(2)解:

记,

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