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不等式是高考数学命题的重点内容,作为高中数学的一个重要的解题工具,涉及到高中数学的各个环节,考查的面非常广泛,考生在高考中稍不注意,就会出错。本文就通过一些常见的典型例题,分析容易出错的原因,从而帮助考生有效地避免出错,提高正确率。
一、 一元二次不等式的易错题
【例1】 已知函数y=(m2+4m-5)x2+4(1-m)x+3的图象都在x轴的上方,求实数m的取值范围.
错解 依题意,对x∈R,y>0恒成立,于是函数的图象开口方向向上,且图象与x轴无交点.故m2+4m-5>0,Δ=[4(1-m)]2-4•3(m2+4m-5)
解得1
即所求m的取值范围为1
错因分析 题设中的函数未必是二次函数,也就是说缺少对m2+4m-5是否为0的讨论。
正解 当m2+4m-5≠0时,同上述解答有1
若m2+4m-5=0时,则m=1或m=-5;
若m=1,则已知函数化为y=3,则对x∈R,y>0恒成立;
若m=-5,则已知函数化为y=24x+3,对x∈R,y>0不恒成立,故此情形舍去.
所以m的取值范围为1≤m
【例2】 已知集合A={x|x2-x-2≤0},B={x|a
错解 A={x|x2-x-2≤0}={x|-1≤x≤2},
若使A∩B=,需满足a>2或a+32或a2或a
错因分析 上面的解法错误原因在于忽视了集合A={x|-1≤x≤2}的两个端点值-1和2,其实当a=2时B={x|2
正解 A={x|x2-x-2≤0}={x|-1≤x≤2},若使A∩B=Φ,需满足a≥2或a+3≤-1,解得a≥2或a≤-4,所以实数a的取值范围是a≥2或a≤-4.
二、 基本不等式的易错题
【例3】 已知两个正实数x,y,满足x+y=4,求1x+4y的最小值.
错解 由已知得4=x+y≥2xy,
xy≤4,1x+4y≥24xy=4xy≥2,
1x+4y最小值是2.
错因分析 上述解法中两次使用基本不等式,其中xy≤4等号成立必须满足x=y,而1x+4y≥24xy的等号成立时,必须有4x=y,因为均为正数,两个等号不会同时成立,所以上述解法是错误的。
正解 41x+4y=(x+y)1x+4y=5+4xy+yx≥9,
当且仅当4xy=yx且x+y=4,
即x=43,y=83时取等号,
1x+4y≥94,
即1x+4y最小值为94.
【例4】 设函数f(x)=1-1x,x>0.
(1) 证明:当01;
(2) 点P(x0,y0)(0
错解 (1) f(a)=f(b),
1-1a=1-1b,
1+1a2-2a=1+1b2-2bb2-a2a2b2+2(a-b)ab=0(a-b)(2ab-a-b)a2b2=0,
2ab=a+b≥2ab,
ab≥1.
(2) 0
f′(x0)=-1x20(0
曲线y=f(x)在点(x0,y0)处的切线方程为:
y-y0=-1x20(x-x0),
即y=-xx20+2-x0x0,
切线与x轴和y轴的正向的交点为
(x0(2-x0),0)和0,1x0(2-x0).
故所求面积表达式为A(x0)=12(2-x0)2.
错因分析 在运用不等式时应考虑等号成立时是否符合条件。
正解 (1) 证明:因为f(x)=1-1x=1x-1,x∈
(0,1],1-1x,x∈(1,+∞),故f(x)在(0,1]上是减函数,而在(1,+∞)上是增函数.
由0
即1a+1b=22ab=a+b>2ab.
故ab>1,即ab>1.
(2) 0
f′(x0)=-1x20(0
曲线y=f(x)在点(x0,y0)处的切线方程为:
y-y0=-1x20(x-x0),
即y=-xx20+2-x0x0,
切线与x轴和y轴的正向的交点为
(x0(2-x0),0)和0,1x0(2-x0).
故所求面积表达式为A(x0)=12(2-x0)2.
点拨 1. 证明不等式,要掌握不等式的基本证明方法,如分析法、综合法、放缩法、函数法、反证法、换元法等;
2. 不等式与数列、函数方程、导数等内容的综合证明题,难度较大,要把性质与不等式的基本证明方法相结合,灵活解题,这也体现了不等式的工具性,是高考命题的趋势。
牛刀小试
1. 设x∈(0,π),则函数f(x)=sinx+4sinx的最小值是 .
2. 设a≥0,b≥0,a2+b22=1,求a1+b2的最大值是 .
3. 已知实数a,b满足等式12a=13b,下列五个关系式:
①0
④b
其中不可能成立的关系式有 个.
4. 若方程x2+(m-2)x+5-m=0的两根均大于2,求实数m的取值范围.
【参考答案】
1. 5
2. 324 提示:a1+b2=2a•1+b22.
3. 2个
4. 设两根为x1,x2,则根据题意可得:
Δ≥0,(x1-2)+(x2-2)>0,(x1-2)•(x2-2)>0(m-2)2-4(5-m)≥0,2-m>4,5+m>0,
解得-5
(作者:何振华,江苏省海门市悦来中学)