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利用函数性质求解不等式问

2014-07-17姚丽

中学生天地·高中学习版 2014年6期
关键词:利用

姚丽

利用函数的图象求解不等式问题

例1[2014年嘉兴市第一中学高三阶段测试(文科)第17题] 已知实数x,y满足y≥1,

x+y≤2,

y≤2x+m,且z=x+2y,若z的最小值的取值范围为[0,2],则z的最大值的取值范围是.

解析: 由不等式组作出实数x,y满足的可行域,如图1 阴影部分所示.

根据可行域的图象,可以将目标函数z=x+2y看成是直线方程y=-x+,z取到最小值亦即直线在y轴上的截距取到最小值.由图1可知,当直线y=-x+过直线y=2x+m与y=1的交点A时,在y轴上的截距最小,即z取到最小值. A点坐标为

,1,即当x=,y=1时,zmin=x+2y=.又zmin∈[0,2],即∈[0,2],所以m∈[1,5].

同理,当直线y=-x+过直线y=2x+m与x+y=2的交点B时,在y轴上的截距最大,即z取到最大值. B点坐标为

,

,即当x=,y=时,zmax=x+2y=.又m∈[1,5],所以∈

,5,即z的最大值的取值范围是

,5.

点评: 线性规划问题常和不等式、最值问题相联系,利用函数图象的位置关系求解是最常用的方法.在例1中,我们将目标函数看成是一组斜率为-的直线,利用z取到最值与该组直线在y轴上的截距取到最值相对应这一点,找到z取最小、最大值时直线所过的特殊点A,B,利用m的取值范围来求出z的最大值的取值范围.

利用函数的单调性求解不等式问题

例2[2012年高考数学浙江卷(文科)第10题]设a>0,b>0,e是自然对数的底数.

(A) 若ea+2a=eb+3b,则a>b

(B) 若ea+2a=eb+3b,则a

(C) 若ea-2a=eb-3b,则a>b

(D) 若ea-2a=eb-3b,则a

解析: 若ea+2a=eb+3b,则必有ea+2a>eb+2b.

构造函数f(x)=ex+2x,则f′(x)=ex+2>0恒成立,所以函数f(x)在x>0上单调递增.因为ea+2a>eb+2b,即f(a)>f(b),所以a>b,选A.其余选项可用同种方法排除.

点评: 利用函数单调性求解不等式问题的关键,是要将函数值的不等关系与自变量的不等关系进行合理的转化.例2解法的巧妙之处,就在于通过判断函数f(x)的单调性,将函数……

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