1、第2讲不等式及线性规划一、选择题1.已知x1,则函数yx的最小值为()A.1 B.0 C.1 D.2解析x1,x10.yx(x1)1,211,当且仅当x1,即x0时取等号.答案C2.(2022成都模拟)若点A(m,n)在第一象限,且在直线1上,则mn的最大值是()A.3 B.4C.7 D.12解析因为点A(m,n)在第一象限,且在直线1上,所以m,nR,且1,所以,所以,即mn3,所以mn的最大值为3.答案A3.(2022天津卷)设变量x,y满足约束条件则目标函数z3xy的最大值为()A.7 B.8 C.9 D.14解析作出约束条件对应的可行域,如图中阴影部分,作直线l:3xy0,平移直线l可
2、知,经过点A时,z3xy取得最大值,由得A(2,3),故zmax3239.选C.答案C4.已知正数x,y满足x2(xy)恒成立,则实数的最小值为()A.1 B.2 C.3 D.4解析x0,y0,x2y2(当且仅当x2y时取等号).又由x2(xy)可得,而2,当且仅当x2y时,2.的最小值为2.答案B5.(2022四川卷)设实数x,y满足则xy的最大值为()A. B. C.12 D.16解析xy2xy,当且仅当x,y5时,等号成立,把x,y5代入约束条件,满足.故xy的最大值为.答案A二、填空题6.(2022江苏卷)不等式4的解集为_.解析不等式4x2x21x2,故原不等式的解集为(1,2).答
3、案(1,2)7.(2022北京卷)如图,ABC及其内部的点组成的集合记为D,P(x,y)为D中任意一点,则z2x3y的最大值为_.解析z2x3y,化为yxz,当直线yx在点A(2,1)处时,z取最大值,z2237.答案78.(2022重庆卷)设a,b0,ab5,则的最大值为_.解析a,b0,ab5,()2ab42ab4()2()2ab4ab418,当且仅当a,b时,等号成立,则3,即最大值为3.答案3三、解答题9.已知函数f(x).(1)若f(x)k的解集为x|x3,或x2,求k的值;(2)对任意x0,f(x)t恒成立,求t的取值范围.解(1)f(x)kkx22x6k0.由已知x|x3,或x2
4、是其解集,得kx22x6k0的两根是3,2.由根与系数的关系可知(2)(3),即k.(2)因为x0,f(x),当且仅当x时取等号.由已知f(x)t对任意x0恒成立,故t,即t的取值范围是.10.如图,建立平面直角坐标系xOy,x轴在地平面上,y轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程ykx(1k2)x2(k0)表示的曲线上,其中k与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1)求炮的最大射程;(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,试问它的横坐标a不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.解(1)令y0,得kx(1k2)x
5、20,由实际意义和题设条件知x0,k0,故x10,当且仅当k1时取等号.所以炮的最大射程为10千米.(2)因为a0,所以炮弹可击中目标存在k0,使3.2ka(1k2)a2成立关于k的方程a2k220aka2640有正根判别式(20a)24a2(a264)0a6.所以当a不超过6千米时,可击中目标.11.已知函数f(x)ax3bx2(2b)x1在xx1处取得极大值,在xx2处取得极小值,且0x11x22.(1)证明:a0;(2)若za2b,求z的取值范围.(1)证明求函数f(x)的导数f(x)ax22bx2b.由函数f(x)在xx1处取得极大值,在xx2处取得极小值,知x1,x2是f(x)0的两个根,所以f(x)a(xx1)(xx2).当xx1时,f(x)为增函数,f(x)0,由xx10,xx20得a0.(2)解在题设下,0x11x22等价于即化简得此不等式组表示的区域为平面aOb上的三条直线:2b0,a3b20,4a5b20所围成的ABC的内部,其三个顶点分别为A,B(2,2),C(4,2).z在这三点的值依次为,6,8.所以z的取值范围为.5