2019高考理科數學解題方法攻略 二次絕對值不等式

2022-08-19 14:36:03 字數 2716 閱讀 6871

與二次函式有關的含有絕對值不等式的證明問題

二次函式是最簡單的非線性函式之一,而且有著豐富的內容,它對近代數仍至現代數學影響深遠,這部分內容為歷年來高考數學考試的一項重點考查內容,經久不衰,以它為核心內容的高考試題,形式上也年年有變化,此類試題常常有絕對值,充分運用絕對值不等式及二次函式、二次方程、二次不等式的聯絡,往往採用直接法,利用絕對值不等式的性質進行適當放縮,常用數形結合,分類討論等數學思想,以下舉例說明。

1.設 ,當時,總有 ,求證當時, .

證明:由於是二次函式, 在上最大值只能是 ,或 ,故只要證明 ;當時,有 ,由題意有 .

由得..  .

當時,.   因此當時, .

點評:從函式性質的角度分析,要證時, ,只要證當時, 的最大值滿足 . 而又是二次函式,不論 、 、 怎麼取值在上的最大值只能是 ,或 ,因而只要證明 , ,這裡需要特別指出的是要將與建立聯絡,將二次函式中的係數用 、 、 表示:

,然後用含有絕對值不等式的性質,進行適當放縮。

2.已知是實數,函式 ,當時, ,

(1)證明: ;

(2)證明:當時, ;

(3)設 ,當時, 的最大值為2,求 . (2023年全國高考題)

證明:(1)依題設得 ,而所以 .

(2)證法:當時, 在上是增函式。

則時,有 ,又 ,

, ,因此得  .

當時, 在上是減函式,則當時, . 又 ,

, ,因此得 .

當時, ,

綜上可知,當時,都有 .

(3)依題意 ,故在上是增函式,又在上的最大值為2,故 ; , .

。當時, ,即函式在區間的內點上取得最小值為 ,所以, 是二次函式且它的影象是對稱軸是直線 ,由此得 ,即 .

,故 .

點評:本題運用了賦值法,函式的單調性、二次函式的最小值,含有絕對值不等式的性質等,問題(1)的設定意在降低難度,容易上手,抓住這2分,問題(3)的意義是證明問題(2)中的結論不能改進,從而是精確的,這樣(2)、(3)合在一起構成問題的完整解答。本題的設計背景是:

對於二次函式和一次函式 ,給定條件「當時, 」,則有結論「當時, 」. 更一般地,對於多項式函式和 ,給定件「當時, 」,則有結論「當時, 」.

3、已知二次函式f(x)=ax2+bx+c和一次函式g(x)=-bx,其中a、b、c滿足a>b>c,a+b+c=0,(a,b,c∈r)

(1)求證兩函式的圖象交於不同的兩點a、b;

(2)求線段ab在x軸上的射影a1b1的長的取值範圍

(1)證明由消去y得ax2+2bx+c=0

δ=4b2-4ac=4(-a-c)2-4ac=4(a2+ac+c2)=4[(a+c2]

∵a+b+c=0,a>b>c,∴a>0,c<0

∴c2>0,∴δ>0,即兩函式的圖象交於不同的兩點

(2)解設方程ax2+bx+c=0的兩根為x1和x2,則x1+x2=-,x1x2=

|a1b1|2=(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2

∵a>b>c,a+b+c=0,a>0,c<0

∴a>-a-c>c,解得∈(-2,-)

∵的對稱軸方程是

∈(-2,-)時,為減函式

∴|a1b1|2∈(3,12),故|a1b1|∈()

4、二次函式f(x)的二次項係數為正,且對任意實數x恒有f(2+x)=f(2-x),若f(1-2x2)解析由f(2+x)=f(2-x)知x=2為對稱軸,由於距對稱軸較近的點的縱座標較小,

∴|1-2x2-2|<|1+2x-x2-2|,∴-2<x<0

答案-2<x<0

5、設f(x)=ax2+bx+c.若f(1)=,問是否存在a,b,c∈r,使得不等式x2+≤f(x)≤2x2+2x+對一切實數x都成立?證明你的結論

解:令=x2+,=2x2+2x

則=x2+與=2x2+2x+必相切於點a(-1, )

因為x2+≤f(x)≤2x2+2x+

所以f(x)=ax2+bx+c必過點a(-1, ),再由已知f(1)=,得

從而有f(x)=ax2+x+

再因為x2+≤f(x)≤2x2+2x+對一切實數x都成立,即

對一切實數x都成立

即對一切實數x都成立

,c=1

所以存在a=,b=1,c=1,

即存在f(x)= x2+x+1使得不等式x2+≤f(x)≤2x2+2x+對一切實數x都成立

6、設二次函式(x)=ax2+bx+c(a>0),方程(x)-x=0的兩個根x1,x2滿足0(ⅰ)當x∈(0,x1)時,證明x<(x)(ⅱ)設函式(x)的圖象關於直線x=x0對稱,證明x0< 。

解題思路:

本題要證明的是x<(x),(x)(ⅰ)先證明x<(x),令(x)=(x)-x,因為x1,x2是方程(x)-x=0的根,(x)=ax2+bx+c,所以能(x)=a(x-x1)(x-x2)

因為00,又a>0,因此(x) >0,即(x)-x>0.至此,證得x<(x)

根據韋達定理,有 x1x2=∵ 0<x1<x2<,c=ax1x2(0),所以當x∈(0,x1)時(x)<(x1)=x1,

即x<(x)(ⅱ) ∵(x)=ax2+bx+c=a(x+-)2+(c- ),(a>0)

函式(x)的圖象的對稱軸為直線x=- ,且是唯一的一條對稱軸,因此,依題意,得x0=-,因為x1,x2是二次方程ax2+(b-1)x+c=0的根,根據違達定理得,x1+x2=-,∵x2-<0,

∴x0=-=(x1+x2-)<,即x0=。

7、二次函式的影象過原點,且,,求的範圍。

分析:設,則

也可以用待定係數法,設

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