高中数学普通标准课程-教高中数学的小哥哥

重点高中数学必修五知识点大
全
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
2
3
必修五
知识点串讲
24
第一章:解三角形
1.1.1正弦定理
1、正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即
a
sinA
2、已知
?
ABC中,
?
A
?60
0
,
a
?3
,求
?
b
sin
B
?
c
sin
C
一般地,已知三角形的某些边和角,求其他的边和角的过程叫作解三角形。
a
?
b
?
c
sin
A
?sin
B
?sin
C
ab
c
a
?
b
?<
br>c
证明出
???
sin
A
sin
B
sin
C
sin
A
?sin
B
?sin
C
ab<
br>c
解:设
???
k
(
k
>o)
s
in
A
sin
B
sin
C
则有
a
?
k
sin
A
,
b
?
k
sin
B
,
c
?
k
sin
C
a
?
b?
c
k
sin
A
?
k
sin
B
?
k
sin
C
从而==
k
sin
A<
br>?sin
B
?sin
C
sin
A
?sin
B
?sin
C
3
a
a
?
b
?
c又,所以=2
?2?
k
?
0
sin
A
sin
60
sin
A
?sin
B
?sin
C
ab
c
a
?
b
?
c
评述:在
?
ABC中,等式
????
k
?
k
?0
?
sin
A
sin
B
sin
C
sin
A
?sin
B
?sin
C
恒成立。
3、已知
?
ABC中,
si
n
A
:sin
B
:sin
C
?1:2:3
,求a
:
b
:
c
(答案:1:2:3)
1.1.2余弦定理
1、余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他
两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的
积的两倍。即
a
2
?
b
2
?
c
2
?2
bc
cos
A
b
2
?
a
2
?<
br>c
2
?2
ac
cos
B
c
2?
a
2
?
b
2
?2
ab
cos
C
从余弦定理,又可得到以下推论:
b
2
?c
2
?a
2
cosA?
2bc
a
2
?c
2
?b
2
cosB?
2ac
24 4
b
2
?a
2
?c
2
cosC?
2ba
2、在
?
ABC中,已知
a?23
,
c?6?2,
B?60
0
,求b及A
⑴解:∵
b
2
?a
2
?c
2
?2accosB
=
(23)
2
?(6?2)
2
?2?23?(6?2)
cos
45
0<
br>
=
12?(6?2)
2
?43(3?1)
=
8
∴
b?22.
求
A
可以利用余弦定理,也可以利用正弦定理:
b
2
?c
2
?a
2
(22)
2
?(6?2)
2
?(
23)
2
1
??,
⑵解法一:∵cos
A?
2bc2
2?22?(6?2)
0
∴
A?60.
a23
解法二:∵sin
A?sinB??sin45
0
,
b
22
又∵
6?2
>
2.4?1.4?3.8,
23
<
2?1.8?3.6,
∴
a
<
c
,即
0
0
<
A
<
90
0
,
0
∴
A?60.
评述:解法二应注意确定A的取值范围。 <
br>3、在
?
ABC中,若
a
2
?
b
2
?
c
2
?
bc
,求角A(答案:A=120
0
)
1.1.3解三角形的进一步讨论
1、在
?
ABC中,已知
a
,
b
,
A
,讨论三角形解的
情况 分析:先由
sin
B
?
则
C
?180
0
?(
A
?
B
)
从而
c
?
b
sin
A
可进一步求出B;
a
a
sin
C
A
24 5
1.当A为钝角或直角时,必须
a
?
b
才能有且只有一解;否则无解。
2.当A为锐角时,
如果
a
≥
b
,那么只有一解;
如果
a
?
b
,那么可以分下面三种情况来讨论:
(1)若
a
?
b
sin
A
,则有两解;
(2)若
a
?
b
sin
A
,则只有一解;
(3)若
a
?
b
sin
A
,则无解。
(以上解答过程详见课本第9
:
10页)
评述:注意在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,只有当A为锐角且
b
sin
A
?
a
?
b
时,有两解;其它情况时则只有一解或无
解。
2、(1)在
?
ABC中,已知
a
?80
,
b
?100
,
?
A
?45
0
,试判断此三角形的解
的情况。
(2)在
?
ABC中,若
a
?1
,
c<
br>?
1
,
?
C
?40
0
,则符合题意的b的值
有
_____个。
2
(3)在
?
ABC中,
a<
br>?
xcm
,
b
?2
cm
,
?
B?45
0
,如果利用正弦定理解三角形有两解,求x的取值
范围。
(答案:(1)有两解;(2)0;(3)
2?
x
?22
)
3、在
?
ABC中,已知
a
?7
,
b
?5
,
c
?3
,判断
?
ABC的类型。
解:
Q7<
br>2
?5
2
?3
2
,即
a
2
?
b
2
?
c
2
,
∴
?ABC是钝角三角形
。
4、(1)在
?
ABC中,已
知
sin
A
:sin
B
:sin
C
?1:2:3<
br>,判断
?
ABC的类型。
(2)已知
?
ABC满足条件<
br>a
cos
A
?
b
cos
B
,判断
?
ABC的类型。
(答案:(1)
?ABC是钝角三角形
;(2)
?
ABC是等腰或直角三角形)
5、在
?
ABC中,
A
?
60
0
,
b
?1
,面积为
3
a
?
b
?
c
,求的值
2
sin
A
?sin
B
?sin
C
a
sin
A
?
b
sin
B
?
c
sin
C
?
a
?
b
?<
br>c
sin
A
?sin
B
?sin
C
13
解:由
S
?
bc
sin
A
?
得c
?2
,
22
则
a
2
?
b
2
?
c
2
?2
bc
cos
A
=3,即a
?3
,
从而
a
?
b
?
c
a
??2
sin<
br>A
?sin
B
?sin
C
sin
A
24 6
1.2解三角形应用举例
1、两灯塔A、B与海洋观察站C的距离都等于a km,灯塔A在观察站C的北偏东30
?<
br>,灯塔B在观察
站C南偏东60
?
,则A、B之间的距离为多少?
解略:
2
a km
2、 某人在M汽车站的北偏西20
?
的方向上的A处,观察到点C处有一辆汽车沿公路向M站行驶。公
路的走向是M站的北偏东40
?
。开始时,汽车到A的距离为31千米,汽车前进20千米后,到A
的距离缩短了10千米。
问汽车还需行驶多远,才能到达M汽车站?
解:由题设,画出示意图,设汽车前进20千米
后到达B处。在
?
ABC中,AC=31,BC=20,AB=21,由
余弦定理得
AC
2
?BC
2
?AB
2
23
cosC=
=,
2AC?BC
31
432
则sin
2
C =1-
cos
2
C =
2
,
31
123
sinC
=,
31
所以 sin
?
MAC =
sin(120
?
-C)= sin120
?
cosC -
cos120
?
sinC =
24 7
353
62
在
?
MAC中,由正弦定理得
MC
=
ACsin?MAC
31
353
?
==35
62
sin?AMC
3
2
从而有MB= MC-BC=15
答:汽车还需要行驶15千米才能到达M汽车站。
3、S=
111
absin
C,
,S=bcsin
A,
S=acsinB
222
4、在
?
ABC中,求证:
a
2
?b2
sin
2
A?sin
2
B
222
?;
(1) (2)++=2(bccosA+cacosB+abcosC)
abc
22
csinC
证明:(1)根据正弦定理,可设
a
=
b
=
c
= k
sinAsinB
sinC
显然 k
?
0,所以
a
2
?b
2
k
2
sin
2
A?k
2
sin
2
B
?
左边=
c
2
k2
sin
2
C
sin
2
A?sin
2
B
==右边
2
sinC
(2)根据余弦定理的推论,
b
2
?c
2
?a
2
a
2
?b2
?c
2
c
2
?a
2
?b
2
右边=2(bc+ca+ab)
2bc2ca2ab
=(b
2
+c
2
- a
2
)+(c
2
+a
2
-b
2
)+(a
2
+b
2
-c
2
)
=a
2
+b
2
+c
2
=左边 变式练习1:已知在
?
ABC中,
?
B=30
?
,b=
6,c=6
3
,求a及
?
ABC的面积S
提示:解有关已知两边和其中一边对角的问题,注重分情况讨论解的个数。
答案:a=6,S=9
3
;a=12,S=18
3
5、如
图,在四边形ABCD中,
?
ADB=
?
BCD=75
?
,
?
ACB=
?
BDC=45
?
,DC=
3
,求:
24 8
(1)
(2)
AB的长
四边形ABCD的面积
略解(1)因为
?
BCD=75
?
,
?
ACB=45
?
,所以
?
ACD=30
?
,又因为
?
BDC=45
?
,所以
?
DAC=180
?
-(75
?
+
45
?
+ 30
?
)=30
?
,
所以
AD=DC=
3
在
?
BCD中,
?
C
BD=180
?
-(75
?
+
45
?
)=60
?
,所以
BD
sin75
?
=
sin60
?
,BD =
3sin75
?
DC
sin60
?
=
6?2
2
在
?<
br>ABD中,AB
2
=AD
2
+ BD
2
-2
?
AD
?
BD
?
cos75
?
= 5,
所以得 AB=
5
(3)
?AD
?
BD
?
sin75
?
=
3?23
4
同理, S
3?3
?BCD
=
4
所以四边形ABCD的面积S=
6?33
4
24 9
S
?ABD
=
1
2
第二章:数列
2.1数列的概念与简单表示法
1、概括数列的概念:按照一定顺序排列着的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项。
辩析数列的概念:“1,2,3,4,5”与“5,4,3,2,1”是同一个数列吗?与“1,3,2
,4,
5”呢?给出首项与第n 项的定义及数列的记法:{
a
n}
2、数列的分类: 有穷数列与无穷数列;递增数列与递减数列,常数列。
3、数列的表示方法:项公式列表和图象等方法表示数列
4、
= 2
a
n-1
+ 1(n∈N,n>1),(※)
式称为递推公式。递推公式也是数列的一种表示方法。
2.2 等差数列 1、数列:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个
数列就叫做等差数列。
这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示。
2、个数a,A,b组成的等差数列可以看成最简单的等差数列,这时,A叫做a与b的等差中项。 <
br>3、等差数列中,若m+n=p+q则
a
m
?a
n
?a
p
?a
q
4、通项公式:以
a
1
为首项,d为
公差的等差数列
{a
n
}
的通项公式为:
a
n
?a
1
?(n?1)d
5、迭加法和迭代法推导等差数列的通项公式:
(迭加法):
{a
n
}
是等差数列,所以
a
n
?a
n?1
?d,
a
n?1
?a
n?2
?d,
a
n?2
?a
n?3
?d,
……
a
2
?a
1
?d,
两边分别相加得
a
n
?a
1
?(n?1)d,
所以
a
n
?a
1
?(n?1)d
24 10
(迭代法):
{a
n
}
是等差数列,则有
a
n
?a
n?1
?d
?a
n?2
?d?d
?a
n?2
?2d
?a
n?3
?d?2d
?a
n?3
?3d
……
?a
1
?(n?1)d
所以
a
n
?a
1
?(n?1)d
6、 ⑴求等差数列8,5,2,…的第20项.
⑵-401是不是等差数列-5,-9,-13,…的项?如果是,是第几项?
解:⑴由a
1
=8,d=5-8=-3,n=20,得
a
20
?8?(2
1?1)?(?3)??49
⑵由
a
1
=-5,d=-9
-(-5)=-4,得这个数列的通项公式为
a
n
??5?4(n?1)??4n?1
,
由题
意知,本题是要回答是否存在正整数n,使得-401=-4n-1成立。
解这个关于n的方程,得n=100,即-401是这个数列的第100项。
7、某市出租车的计价标
准为1.2元km,起步价为10元,即最初的4km(不含4千米)计费10元。
如果某人乘坐该市的
出租车去往14km处的目的地,且一路畅通,等候时间为0,需要支付多少车费?
解:根据题意,当
该市出租车的行程大于或等于4km时,每增加1km,乘客需要支付1.2元.所
以,我们可以建立一
个等差数列
{a
n
}
来计算车费.
令
a
1
=11.2,表示4km处的车费,公差d=1.2。那么当出租车行至14km处时,n=11,此时
需
要支付车费
a
11
?11.2?(11?1)?1.2?23.2(元)<
br>
答:需要支付车费23.2元。
24 11
2.2 等差数列的前n项和
1、倒序相加法求和
我们用两种方法表示
S
n
:
(1)
S
n
?a
1
?(a
1
?d)?(a
1?2d)?...?[a
1
?(n?1)d],
①
S
n
?a
n
?(a
n
?d)?(a
n
?2d)?...?[a
n
?(n?1)d],
②
由①+②,得
2S
n
?
(a
1
?a
n
)+(
a
1
?a
n
)+(a
1
?a
n
)+...
+(a
1
?a
n
)
44444444443
n个
?n(a
1
?a
n
)
由此得到等差数列
{a
n
}
的前n项和的公式
S
n
?
n(a
1
?a
n
)
2
(2)
S
n
?a
1
?a
2
?a
3
...
?a
n
=
a
1
?(a
1
?d)?
(a
1
?2d)?...?[a
1
?(n?1)d]
=
na
1
?[d?2d?...?(n?1)d]
=
na
1
?[1?2?...?(n?1)]d
=
na
1
?
n(n?1)
d
2
2、已知
一个等差数列
{a
n
}
前10项的和是310,前20项的和是1220.由
这些条件能确定这个等差数
列的前n项和的公式吗?
解:由题意知
S
10
?310,
S
20
?1220
,
将它们代入公式
S
n
?na
1
?
得到
(nn?1)
d,
2
10a
1
?45
d?310,
20a
1
?190d?1220
解这个关于
a
1
与d的方程组,得到
a
1
=4,d=6,
24 12
(nn?1)
?6?3n
2
?n
2
a?a
n
另解:
S
10
?
1
?10?310
2
所以
S
n
?4n?
得
a
1
?a
10
?62; ①
S
20
?
a
1
?a
20
?20?1220
2
所以
a
1
?a
20
?122;
②
②-①,得
10d?60
,
所以
d?6
代入①得:
a
1
?4
(nn?1)
d?3n
2
?n
2
1
2<
br>3、已知数列
{a
n
}
的前n项为
S
n
?n
?n
,求这个数列的通项公式.这个数列是等差数列吗?如果
2
所以有
S
n
?a
1
n?
是,它的首项与公差分别是什么?
解:根据
S
n
?a
1
?a
2
?..
.?a
n?1
?a
n
(n 1)
与
S
n?1
?a
1
?a
2
?...?a
n?
1
111
2
n?([n?1)?(n?1)]?2n?
①
222
13
2
当n=1时,
a
1
?S
1
?1??1?
也满足①式.
22
1
所以数列
{a
n
}
的
通项公式为
a
n
?2n?
.
2
3
由此可知,数列
{a
n
}
是一个首项为,公差为2的等差数列。
2
可知,当n>1时,
a
n
?S
n
?S<
br>n?1
?n?
2
>
这个例题还给出了等差数列通项公式的一个求法.已知前n项和
S
n
,可求出通项
a
n
?
a
1
(n?1)
S
n
?S
n?1
(n>1)
4、如果一个数列前n项和公式是常数项为0,且关于n的二次型函数,则这个数列一定是等差数列.
24 13
5、 已知等差数列
5,4,3,....
的
前n项和为
S
n
,求使得
S
n
最大的序号n的值.
2
7
4
7
4
7
n5
S
n
?[2?5?(n?1)(?)]
27
解:由
题意知,等差数列
5,4,3,....
的公差为
?
2
7
5
,所以
7
75n?5n
2
515
2
1125??(n?)?
=
1414256
于是,当n取与
15
最接近的整数即7或8时,
S
n
取最大值. <
br>2
6、已知数列
?
a
n
?
,
是等差数列,S
n
是其前n项和,且S
6
,S
12
-S
6
,S
18
-S
12
成等差数列,设
k?N
?
,S<
br>k
,S
2k
?S
k
,S
3k
?S
2
k
成等差数列吗?
生:分析题意,解决问题.
解:设
?
a
n
?
,
首项是
a
1
,公差为d
则:
S
6
?a
1
?a
2
?a
3
?a
4<
br>?a
5
?a
6
S
12
?S
6?a
7
?a
8
?a
9
?a
10
?a<
br>11
?a
12
?(a
1
?6d)?(a
2
?
6d)?(a
3
?6d)?(a
4
?6d)?(a
5
?6d
)?(a
6
?6d)
?(a
1
?a
2
?a
3
?a
4
?a
5
?a
6
)?36d?S
6
?36d
S
18
?S
12
?a
13
?a<
br>14
?a
15
?a
16
?a
17
?a
18
?(a
7
?6d)?(a
8
?6d)?(a
9
?6d)?(a
10
?6d)?(a
11
?6d)?(a
12?6d)
?(a
7
?a
8
?a
9
?a
10
?a
11
?a
12
)?36d
?S
12
?S
6
?36d
?S
6
,S
12
?S
6
,S
18
?S
12
为等差数列
同理可得
S
k
,S
2k
?S
k
,S
3k
?S
2k成等差数列.
7、求集合
mm?7n,n?N
*
,且m?100
的元素个数,并求这些元素的和。
解由m=100,得
n?
100
?14
2
77
满足此不等式的正整数n共有14个,所以集合m中的元素共有14个,从小到大可列为:
7,7×2,7×3,7×4,…7×14
即:7,14,21,28,…98
24 14
??
这个数列是等差数列,记为
?
a
n
?
,
其中
a
1
?7,a
14
?98 ?S
14
?
解由m=100,得
n?
100<
br>?14
2
77
14?(7?98)
?735
2
满足此不等式的正整数n共有14个,所以集合m中的元素共有14个,从小到大可列为:
7,7×2,7×3,7×4,…7×14 即:7,14,21,28,…98
这个数列是等差数列,记为
?
a
n
?
,
其中
a
1
?7,a
14
?98
?S
14
?
答:集合m中共有14个元素,它们和等于735
14?(7?98)
?735
2
2.
3等比数列
1、等比数列的定义:一般地,若一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同<
br>一个常数,这个数列就叫做等比数列.这个常数叫等比数列的公比,用字母q表示(q≠0),
a
n
即:
a
n?1
=q(q≠0)
2、既是等差又是等比数列的数列:非零常数列.
a
n
?
a
1
?
q
n?1
(
a
1
,
q均不为
0)
3、等比数列的通项公式1:
a
n
?a
m
?q<
br>n?m
(a
m
,
q?0)
等比数列的通项公式2:
4、若
{a
n
}
为等比数列,
m?n?p?q
(m,n,
q,p?N
?
)
,则
a
m
?a
n
?ap
?a
q
.
由等比数列通项公式得:
a
m
?
a
1
q
m?1
, a
n
?a
1
q
n?1
,
a
p
?a
1
q
p?1
,a
q
?a
1
?q
q?1
,
故
a
m
?a
n
?a
1
q
m?n?2
且
ap
?a
q
?a
1
q
p?q?2
,
∵
m?n?p?q
,∴
a
m
?a
n
?a
p
?a
q
.
24 15
2
2
5、已知三个数成等比数列,它们的积为27,它们的平方和为91,求这三个数。
a
解:由题意可以设这三个数分别为
,a,aq
,得:
q
?
a
a?3
?
?
q
?a?aq?27
?
?
?
?
2
1
?
2
2
a(?1?q
)?91
?
a
?a
2
?a
2
q
2
?91
?
q
2
?
2
?
?
q
∴9q
4
?82q
2
?9?0
,即得
q
2
?9
或
q
2
?
1
,
9
1
∴
q??3
或
q??
,
3<
br>故该三数为:1,3,9或
?1
,3,
?9
或9,3,1或
?
9
,3,
?1
.
a
说明:已知三数成等比数列,一般情况下设该三数为
,a,aq
.
q
6、数列
?
a
n
?
为各项均为正数的等比数列,它的前
n
项和为80,且前
n
项中数值最大的项为54,它
的前
2
n
项和为6560,求首项
a
1
和公比
q
。
解:
若
q?1
,则应有
S
2n
?2S
n
,与题意不符合
,故
q?1
。依题意有:
?
a
1
?
1?q
n
?
?
?80??????????????????????(1)
1?
q
?
?
2n
?
a
1
?
1?q<
br>?
?6560???????????????????(2)
?
1?q
?
(2)
1?q
2n
2nn
?82
q?82q?81?0
得即
n
1?q
(1)
n
得
q?81
或<
br>q?1
(舍去),
?q?81
。
nn
由
q?81<
br>知
q?1
,
?
数列
?
a
n
?
的前
n
项中
a
n
最大,得
a
n
?54<
br>。
n
n
将
q?81
代入(1)得
a
1?q?1
(3),
n?1n
由
a
n
?a
1
q?54
得
a
1
q?54q
,即
81a
1
?54q
(4),
24 16
联立(3)(4)解方程组得
?
?
a
1
?2
。
?
q?3
2.4等比数列的前n项和
1、等比数列的前n项和公式:
一般地,设
等比数列
a
1
,a
2
?a
3
,?a
n?
它的前n项和是
S
n
?a
1
?a
2
?a
3
??a
n
?
S
n
?a
1
?a
2
?a
3
??a
n
?
a
n
?a
1
q
n?1
?
由
2n?2n?1
?
?
S
n
?a
1
?a
1
q?a
1<
br>q??a
1
q?a
1
q
?
?
qS
n
?a
1
q?a
1
q
2
?a
1
q<
br>3
??a
1
q
n?1
?a
1
q
n<
br>?
得
?(1?q)S
n
?a
1
?a
1q
n
a
1
(1?q
n
)
a
?a
n
q
S
n
?
S
n
?
1
1?q
① 或
1?q
② 论同上)∴当
q?1
时,当q=1时,
S
n
?na
1
11
,,1,L
S
2、已知等比数列
93
,求使得
n
大于100的最小的n
的值.
答案:使得
3、设数列
S
n
大于100的最小的n的值为7. 的前n项和为
{a
n
}
S
n
?3
n
?
a
.当常数
a
满足什么条件时,
{a
n
}
才是等比
数列?
24 17
答案:
a??1
4、已知等比数列
?
a
n
?
中,
S
4<
br>??20,S
8
??1640
,求
S
12
.
1
5、某商店采用分期付款元的方式促销一款价格每台为6000电的脑.商规店定,购买时先支付货
款的
3
,
剩余部分在三年内按每月底等额还款的方式支付欠款,且结算欠款的利息.已
知欠款的月利率为0.5%
到第一个月底,货主在第一次还款之前,他欠商店多少元?
22
?
解(1)因为购买电脑时,货主欠商店
3
的货款,即6000
3<
br>=4000(元),又按月利率0.5%到第一个月底的
欠款数应为4000(1+0.5%)=
4020(元).即到第一个月底,欠款余额为4020元.
(2)设第i个月底还款后的欠款数为y
i
,则有
y
1
=4000(1+0.5%)-
a
y
2
=y
1
(1+0.5%)-
a
=4000(1+0.5%)-
a
(1+0.5%)-
a
y
3
=y
2
(1+0.5%)-
a
y
3
=y
2
(1+0.5%)-
a
=4000(1+0.5%)-
a
(1+0.5%)-
a
(1+0.5%)-
a
??
y
i
=y
i?1
(1+0.5%)-
a
=4000(1+0
.5%)-
a
(1+0.5%)
-
a
(1+0.5%)
整理得
i?2
2
3
2
i
i?1
-
L
-
a
,
(1?0.5%)
i
?1
a
i
i
0.5%
y =4000(1+0.5%)-.(
i
=1,2,
?,
36)
(3)因为y
36
=0,所以
24 18
(1?0.5%)
36
?1
a
36
0.5%
4000(1+0.5%)-=0
即每月还款数
4000(1?0.5%)
36
?0.5%
?121.69
36
(1?0.5%)?1
a
=(元)
所以每月的款额为121.69元.
第三章不等式
3.1不等式与不等关系
1、不等式的基本性质:
(1)
a?b,b?c?a?c
(2)
a?b?a?c?b?c
(3)
a?b,c?0?ac?bc
(4)
a?b,c?0?ac?bc
cc
?
。
ab
1
证明:以为
a?b?0
,所以ab>0,
?0
。
ab
1111
?b?
,即
?
于是
a?
ababba
cc
由c<0 ,得
?
ab
2、已知
a?b?0,c?0,
求证
3.2
一元二次不等式及其解法
1、一元二次不等式的定义
24 19
象
x
2
?5x?0
这样,只
含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不
等式.
2、设一元二
次方程
ax
2
?bx?c?0
(a?0)
的两根为
x
1
、x
2
且x
1
?x
2
,
??b
2
?4ac
,则不等式的解的
各种情况如下表:
??0
??0
??0
二次函数
y?ax
2
?bx?c
(a?0)
的图象
一元二次方程
ax
2
?bx?c?0
ax
2
?bx?c?0
(a?0)
的解集
ax
2
?bx?c?0
(a?0)
的解集
有两相等实根
b
x
1
?x
2
??
2a
?b?
?
xx??
?
2a
??
有两相异实根
x
1
,
x
2
(x
1
?x
2
)
无实根
?
xx?x或x?x
?
12
R
?
xx
1
?x?x
2
?
?
?
3、一个汽车制造厂引进了一条摩托车整车装配流水线,这条流水线生产的摩托车
数量x(辆)与创
造的价值y(元)之间有如下的关系:
y??2x
2
?220x
若这家工厂希望在一个星期内利用这条流
水线创收6000元以上,那么它在一个星期内大约应该
生产多少辆摩托车?
解:设在一个星期内大约应该生产x辆摩托车,根据题意,我
们得到
?2x
2
?220x?6000
移项整理,得
x
2
?110x?3000?0
因为
△?100?0,所以方程
x
2
?110x?3000?0
有两个实数根
x1
?50, x
2
?60
.
由二次函数的图象,得不等式的解为:
50?x?60
.
因为x只能取正整
数,所以,当这条摩托车整车装配流水线在一周内生产的摩托车数量在51-59
辆之间时,这家工厂能
够获得6000元以上的收益.
4、 设
A?{x|x
2
?4x?3?0}
,
B?{x|x
2
?2x?a?8?0}
,且
A?B
,求
a
的取值范围.
24 20
解:令
f(x)?x
2
?2x?a?
8
由
A?B
,及二次函数图象的性质可得
?
f(1)?0
?
1?2?a?8?0
,即,解之得
?9?a?5
.
??
f(3)?09?6?a?8?0
??
因此
a
的取值范围是
?9?a
?5
.
3. 3二元一次不等式(组)与平面区域.
1、画出不等式2
x
+y-6<0表示的平面区域。
解:先画直线2
x
+y-6=0(画成虚线)。
取原点(0,0),代入2
x
+y-6,∵2×0+0-6=-6<0,
∴
原点在2
x
+y-6<0表示的平面区域内,不等式2
x
+y-6<0表示的
区域如图:
2
、线性规划的有关概念:
①线性约束条件:在上述问题中
,不等式组是一组变量x、y的约束条件,这组约束条件都是关
于x、y的一次不等式,故又称线性约束
条件.
②线性目标函数:
关于x、y的一次式z=2x+y是欲达到最大值或最小值所涉及
的变量x、y的解析式,叫线性目标
函数.
24 21
③线性规划问题:
一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.
④可行解、可行域和最优解:
满足线性约束条件的解(x,y)叫可行解.
由所有可行解组成的集合叫做可行域.
使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解
3、有粮食和石油两种物资,
可用轮船与飞机两种方式运输,每天每艘轮船和每架飞机的运输效果见
表.
效
种
方
粮食
石油
轮船运输量/
t
飞机运输量/
t
300
250
150
100
现在要在一天内运输至少
2
000t
粮食和
1 500t
石油,需至少安排多少艘轮船和多少架飞机?
答案:解:设需安排
x
艘轮船和
y
架飞机,则
?
6x?3y≥40,
?
300x?150y≥2
000,
?
5x?2y≥30,
?
250x?100y≥1
500,
?
?
即
?
?
x≥0,
x≥
0,
?
?
?
?
?
y≥0.
?
y≥0.目标函数为
z?x?y
.
作出可行域,如图所示.
作出在一组平行直
线
x?y?t
(
t
为参数)中经过可行域
内某点且和原点距离最小的
直线,此直线经过直线
y
5x?2y?30?0
x
<
br>?
20
?
0
?
,直线方程
6x?3y?40?0和
y?0
的交点
A
?
,
?
3
?
为:
x?y?
20
.
3
由于
20
?
2
0
?
0
?
不是最优解.不是整数,而最优解
(x,y)
中<
br>x,y
必须都是整数,所以,可行域内点
?
,
3
3
??
0)
, 经过可行域内的整点(横、纵坐标都是整数的点)
且与原点距离最近的直线经过的整点是
(7,
即为最优解.则至少要安排
7
艘
轮船和
0
架飞机.
24 22
3.4基本不等式
1、一般地,对于任意实数
a
、
b
,我们有
a?b?2a
b
,当且仅当
a?b
时,等号成立。
2、如果
a?0,b?0,用a和b分别代替a、b,可得a?b?2ab
,也可写成
22
ab?
a?ba?b
(a?0,b?0)
两个
正数的算术平均数不小于它们的几何平均数
ab?
22
yx
?
≥2;
xy
3、已知x、y都是正数,求证:
(1)
(2)x>0,当x取何值时x+
1
有最小值,最小值是多少
x
51
4、已知
x
<,则函数
f
(
x
)
=4
x
+的最大值是多少?
44
x
-5
5、证明:(x+
y)(x
2
+y
2
)(x
3
+y
3
)≥8
x
3
y
3
.
6、(1)用篱笆围一个面积为100
m2
的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短,
最短的篱笆是多少?
(2)一段长为36
m
的篱笆围成一个矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,菜
园的面积最大。
最大面积是多少?
解:(1)设矩形菜园的长为
x
m,宽为
y
m,则
xy
由
?100,
篱笆的长为2(
x?y
)
x?y
?xy
,
2
可得
x?y?2100
2(
x?y
)
?40
等号当且仅当
x?y时成立,此时x?y?10
,因此,这个矩形的长、宽为10
m时,所
用篱笆最短,最短篱笆为40m
(2)设矩形菜园的长为
x
m,宽为
y
m,则2(
x
由
xy?
?y
)
x?y
=18,=36,矩形菜园的面积为
x
y
m
2
,
x?y18
??9,
可得
xy?81
,
22
24 23
可得等号当且仅当
x?y时成立,此时x?y?9
7、用长为
4a
的铁丝围成矩形,怎样才能使所围的矩形面积最大?
解:设
矩形的长为
x(0?x?2a)
,则宽为
2a?x
,矩形面
S?x(
2a?x)
,且
x?0,2a?x?0
.
由
x(2a?x)?x?(2a?x)
(当且近当
x?2a?x
,即
x?a
时取等号
),
?a
.
2
22
由此可知,当
x?a
时,S?x(2a?x)
有最大值
a
.答:将铁丝围成正方形时,才能有最大面积a
.
例2(教材
P
89
例2)某工厂要建造一个长方体无盖贮
水池,其容积为4800m,深为3m,如果池底每
3
1m的造价为150元,池壁每1m的造
价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总造价是多
少元?
解:设水池底面一边
的长度为
xm
,水池的总造价为
l
元,根据题意,得
22
l?240000?720(x?
1600
1600
)
?240000?720?2x?
x
x
?240000?720?2?40
?297600
1600
当
x?,即x?40时,l有最小值2976000.
x
因此,当水池的底面是边长为40m的正方形时,水池的总造价最低,最低总造价是
29760
0元
24 24
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