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2025年同步解析與測評課時練人民教育出版社高中數學必修第一冊人教版

2025年同步解析與測評課時練人民教育出版社高中數學必修第一冊人教版

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4.同類型 已知$a\in R$,$p = a^{2}-a + 1$,$q=\frac{1}{a^{2}+a + 1}$,試比較$p$與$q$的大小。

答案:解:$p - q = a^{2}-a + 1-\frac{1}{a^{2}+a + 1}$$=\frac{(a^{2}-a + 1)(a^{2}+a + 1)-1}{a^{2}+a + 1}$根據平方差公式$(m - n)(m + n)=m^{2}-n^{2}$,這里$m=a^{2}+1$,$n = a$則$(a^{2}-a + 1)(a^{2}+a + 1)=(a^{2}+1)^{2}-a^{2}$$=a^{4}+2a^{2}+1 - a^{2}=a^{4}+a^{2}+1$所以$p - q=\frac{a^{4}+a^{2}+1 - 1}{a^{2}+a + 1}=\frac{a^{4}+a^{2}}{a^{2}+a + 1}$因為$a^{2}+a + 1=(a+\frac{1}{2})^{2}+\frac{3}{4}\gt0$恒成立,$a^{4}+a^{2}=a^{2}(a^{2}+1)\geqslant0$恒成立(當且僅當$a = 0$時取等號)所以$p - q\geqslant0$,即$p\geqslant q$(當且僅當$a = 0$時取等號)。
5. 拔高題
已知實數$x$,$y$,$z$滿足$y + z = 3x^{2}-4x + 6$,$y - z = x^{2}-4x + 4$。試確定$x$,$y$,$z$的大小關系。

答案:
1. 首先,聯立方程組:
已知$\begin{cases}y + z=3x^{2}-4x + 6\\y - z=x^{2}-4x + 4\end{cases}$。
(1)用第一個方程$y + z=3x^{2}-4x + 6$加上第二個方程$y - z=x^{2}-4x + 4$來求$y$:
$(y + z)+(y - z)=(3x^{2}-4x + 6)+(x^{2}-4x + 4)$。
化簡得$2y = 4x^{2}-8x + 10$,則$y = 2x^{2}-4x + 5$。
(2)用第一個方程$y + z=3x^{2}-4x + 6$減去第二個方程$y - z=x^{2}-4x + 4$來求$z$:
$(y + z)-(y - z)=(3x^{2}-4x + 6)-(x^{2}-4x + 4)$。
化簡得$2z = 2x^{2}+2$,則$z=x^{2}+1$。
2. 然后,比較$y$與$x$的大小:
計算$y - x=(2x^{2}-4x + 5)-x$。
即$y - x=2x^{2}-5x + 5$。
對于二次函數$ax^{2}+bx + c$(這里$a = 2$,$b=-5$,$c = 5$),其判別式$\Delta=b^{2}-4ac=(-5)^{2}-4×2×5=25 - 40=-15\lt0$,且$a = 2\gt0$,所以$y - x=2x^{2}-5x + 5\gt0$,即$y\gt x$。
3. 接著,比較$z$與$x$的大小:
計算$z - x=(x^{2}+1)-x$。
即$z - x=x^{2}-x + 1$。
對于二次函數$ax^{2}+bx + c$(這里$a = 1$,$b=-1$,$c = 1$),其判別式$\Delta=b^{2}-4ac=(-1)^{2}-4×1×1=1 - 4=-3\lt0$,且$a = 1\gt0$,所以$z - x=x^{2}-x + 1\gt0$,即$z\gt x$。
4. 最后,比較$y$與$z$的大小:
計算$y - z=(2x^{2}-4x + 5)-(x^{2}+1)$。
即$y - z=x^{2}-4x + 4$。
根據完全平方公式$a^{2}-2ab + b^{2}=(a - b)^{2}$,這里$y - z=(x - 2)^{2}\geqslant0$(當且僅當$x = 2$時取等號)。
綜上,$y\geqslant z\gt x$。
1.若M=x2,N=-x - 1,則M與N的大小關系是(
A

A.M>N
B.M=N
C.M<N
D.與x有關
答案:A解析:M - N=x2 + x + 1=(x + 1/2)2 + 3/4>0,所以M>N,選A。
2.若P=√a + √(a + 7),Q=√(a + 3) + √(a + 4)(a≥0),則P,Q的大小關系是(
A

A.P<Q
B.P=Q
C.P>Q
D.P,Q的大小關系由a的取值確定
答案:A
解析:P2=2a + 7 + 2√(a(a + 7)),Q2=2a + 7 + 2√((a + 3)(a + 4)),(a + 3)(a + 4)=a2 + 7a + 12>a2 + 7a,所以Q2>P2,P<Q,選A。
3.已知實數a,b在數軸上的位置如圖所示,則下列結論正確的是(
A

A.a + b>0
B.a - b>0
C.ab>0
D.a/b>0
答案:A
解析:由圖知a<0,b>0,|a|<|b|,a + b>0,A正確;a - b<0,B錯;ab<0,C錯;a/b<0,D錯,選A。
4.一方有難,八方支援,這是中華民族的傳統美德.現有至少1500t糧食和840t藥品必須在一天之內全部運送到某災區,可以用輪船和飛機兩種運輸工具.已知每天每艘輪船可同時運送糧食200t和藥品70t,每架飛機每天可同時運送糧食100t和藥品80t,設安排x艘輪船和y架飛機,則輪船和飛機的數量應滿足的不等關系為
200x + 100y≥1500,70x + 80y≥840,x≥0,y≥0,x,y∈N
.
答案:200x + 100y≥1500,70x + 80y≥840,x≥0,y≥0,x,y∈N
解析:糧食:200x + 100y≥1500,藥品:70x + 80y≥840,x,y為非負整數。
5.拓展提高 若x=(a + 3)(a - 5),y=(a + 2)(a - 4),則x與y的大小關系是
x<y
.
答案:x<y
解析:x - y=(a2 - 2a - 15) - (a2 - 2a - 8)=-7<0,所以x<y。
6.若a>b,則a2與b2的大小關系是
不確定
.
答案:不確定
解析:a=1,b=-2時,a2=1<b2=4;a=2,b=1時,a2=4>b2=1,所以不確定。
7.某公司有$20$名技術人員,計劃開發$A$,$B$兩類共$50$件電子器件,每類每件所需人員數和產值如下:
|產品種類|每件所需人員數|每件產值/(萬元/件)|
|----|----|----|
|$A$類|$\frac{1}{2}$| $7.5$|
|$B$類|$\frac{1}{3}$| $6$|
要使總產值最高,則$A$類電子器件應開發____件,總產值最高為____萬元。

答案:
1. 設開發$A$類電子器件$x$件,則開發$B$類電子器件$(50 - x)$件:
根據人員限制列不等式:
已知共有$20$名技術人員,$A$類每件所需人員數為$\frac{1}{2}$,$B$類每件所需人員數為$\frac{1}{3}$,則$\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}(50 - x)\leq20$。
去括號得$\frac{1}{2}x+\frac{50}{3}-\frac{1}{3}x\leq20$。
通分:$\frac{3x}{6}-\frac{2x}{6}\leq20 - \frac{50}{3}$。
即$\frac{x}{6}\leq\frac{60 - 50}{3}$,$\frac{x}{6}\leq\frac{10}{3}$,解得$x\leq20$。
設總產值為$y$萬元:
根據產值公式$y = 7.5x+6(50 - x)$。
展開式子:$y = 7.5x+300 - 6x$。
合并同類項得$y = 1.5x + 300$。
2. 分析函數$y = 1.5x + 300$的單調性:
因為$1.5\gt0$,所以$y$是關于$x$的一次函數,且$y$隨$x$的增大而增大。
又因為$x\leq20$,$x$為非 - 負整數($x\geq0$且$50 - x\geq0$)。
3. 求最大值:
當$x = 20$時,$y$取得最大值。
把$x = 20$代入$y = 1.5x + 300$,得$y=1.5×20 + 300$。
先計算$1.5×20=30$,再計算$y = 30+300=330$。
所以$A$類電子器件應開發$20$件,總產值最高為$330$萬元。
故答案依次為:$20$;$330$。
8.已知正數a,b,c滿足ab + bc + ca=1.求證:(a + b + c)2≥3.
答案:證明:(a + b + c)2=a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ca)=a2 + b2 + c2 + 2,因為a2 + b2≥2ab,b2 + c2≥2bc,c2 + a2≥2ca,相加得2(a2 + b2 + c2)≥2(ab + bc + ca)=2,所以a2 + b2 + c2≥1,(a + b + c)2≥3。
9. 某電腦用戶計劃使用不超過$500$元的資金購買單價分別為$60$元、$70$元的鼠標和鍵盤. 根據需要,鼠標至少買$3$個,鍵盤至少買$2$個,則不同的選購方式有多少種?
答案:4種
解析:設買鼠標$x$個,鍵盤$y$個,$x\geq3$,$y\geq2$,$60x + 70y\leq500$。$x = 3$時$y=2,3$;$x = 4$時$y=2$;$x = 5$時$y=2$;$x\geq6$時不滿足,共4種
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