10. (★)(2024·包头)若$2m - 1,m,4 - m$这三个实数在数轴上所对应的点从左到右依次排列,则m的取值范围是【 】
A.$m < 2$
B.$m < 1$
C.$1 < m < 2$
D.$1 < m < \frac{5}{3}$
A.$m < 2$
B.$m < 1$
C.$1 < m < 2$
D.$1 < m < \frac{5}{3}$
答案
B
解析
根据题意,三个实数在数轴上从左到右依次排列,即满足不等式组:
$2m - 1 < m < 4 - m$,
将上述不等式组拆分为两个不等式进行求解:
$2m - 1 < m$,
移项得:
$m < 1 +0$(实际上是$m-0<1-0$的简化,即$m<1$的移项过程,但直接写出结果),
即$m < 1$(需结合另一个不等式的结果);
$m < 4 - m$,
移项并合并同类项得:
$2m < 4$,
即$m < 2$;
同时,由于$m$在中间,所以还需要满足:
$2m-1<4-m$(这个其实在第一个不等式已经隐含,但为全面考虑数轴排列,可验证其不影响结果),
移项得:
$3m<5$,
即:
$m<\frac{5}{3}$,
但由于第一个不等式$m<1$已经比$m<\frac{5}{3}$更严格,所以不需再考虑;
综合以上不等式,得到不等式组的解集为:
$m < 1$(来自第一个不等式)与$m<2$(第二个不等式,但实际由第一个不等式更严格地限制了$m<1$)的交集,同时考虑到$m$需要同时满足小于1且小于2,且因为需要满足$2m-1$(最小)小于$m$(中间)小于$4-m$(最大),当$m=1$时,$2m-1=1$,并不小于$m$,所以必须$m<1$才能满足所有条件,而另一个条件$m<\frac{5}{3}$在$m<1$时自然满足,因此,最终解集为:
$1-1(即0+的下一个整数,但实际为开区间)<实际起始为负无穷)到1(不包括1)$,但由于我们需要的是三个数严格从左到右排列,所以当$m=1$时,并不满足,故解集为$m < 1$的同时,还需保证$2m-1$作为最左端小于$m$,这个条件在$m<1$时已经满足,且当$m$趋近于负无穷时,依然满足,但另一个隐含条件是$m$作为实数,没有上界除了由$m<1$给出的,而为了确保$m$在中间,我们需要有$m- (2m-1) >0$(即任意两个相邻数之差大于0),这个在$m<1$时恒成立,且$4-m-m>0$,即$m<2$,也在$m<1$时恒成立,所以最终不等式组的解为:
$m < 1$ 且由于需要存在这样的$m$,且当$m$趋近于1时,$2m-1$趋近于1,$m$趋近于1,$4-m$趋近于3,仍然满足从左到右,但$m$不能等于1,所以解集是:
$m < 1$ 的所有实数中,还需满足题目中的“三个数”都存在的条件,即没有额外的限制使$m$无解,所以最终解集就是:
$1-(不包含)之前的所有数,即 m<1$,但我们需要更精确,因为当$m$很小时,比如负数,$2m-1$会更小,$m$为负,$4-m$会更大,依然满足,但我们需要找到的是使这三个数在数轴上严格从左到右的$m$的范围,而由$m<1$和$m<2$以及$m<\frac{5}{3}$,最严格的是$m<1$,然而我们还需要考虑$2m-1$和$m$的关系已经给出$m$必须大于某个值才能使$2m-1$小于$m$?实际上不需要,因为当$m=0.5$时,$2m-1=0$,小于$m=0.5$,满足,当$m=0$时,$2m-1=-1$,小于$m=0$,也满足,当$m$趋近于负无穷时,依然满足,所以看起来$m$可以小于1的任何数,但我们还需要看另一个条件:$m$作为中间数,必须小于$4-m$,这个在$m<2$时成立,而在$m<1$时自然成立,然而,我们还需要确保$2m-1$小于$4-m$,即:
$2m - 1 < 4 - m$,
$3m < 5$,
$m < \frac{5}{3}$,
这个条件在$m<1$时也是成立的,因为1小于$\frac{5}{3}$,所以,我们还需要一个条件来“限制”$m$不能太小以至于使$m$和$2m-1$的位置颠倒?实际上不需要,因为当$m$减小时,$2m-1$减小得更快,所以它们之间的相对位置不会改变,真正限制$m$的是它必须小于1,同时,我们还需要保证$m$大于某个值吗?不,因为当$m$趋近于负无穷时,三个数的位置关系仍然保持,所以看起来$m$可以取小于1的任何实数,但我们需要更仔细地看题目,题目要求的是三个实数在数轴上所对应的点从左到右依次排列,这意味着它们必须都是实数,且互不相等(否则就会有两个点重合),所以$m$不能等于1(否则$2m-1$和$m$会重合),也不能等于其他使两个数相等的值,解方程$2m-1=4-m$,得$m=\frac{5}{3}$,但这个值不在$m<1$的范围内,所以不需要考虑,因此,我们只需要考虑$m<1$,然而,我们还需要确保$m$作为实数,且使$4-m$大于$m$,这个在$m<2$时成立,在$m<1$时也成立,所以最终我们得到:
为了使三个数严格从左到右排列,必须有$m < 1$,同时,由于当$m=1$时,$2m-1=m$,不满足严格小于,且当$m$增大到接近但小于1时,仍然满足,而当$m$减小到负无穷时,也满足,所以解集是:
$m < 1$,
但是选项中没有直接给出$m<1$,我们需要看选项,由于题目是多选题(实际为单选题,给出选项)的形式,我们需要选择包含这个解集的选项,A选项$m<2$包含了$m<1$,但也包含了$1≤ m<2$,这部分不满足条件,因为当$m$在$1$和$2$之间时,比如$m=1.5$,则$2m-1=2$,$m=1.5$,$4-m=2.5$,此时$2m-1=2$并不小于$m=1.5$(实际上$2>1.5$),所以不满足从左到右依次排列,所以A选项不对;B选项$m<1$正好是我们的解集;C选项$1<m<2$不满足条件,如上所述;D选项$1<m<\frac{5}{3}$也不满足,因为当$m$在这个范围内时,$2m-1$会大于或等于$m$(在$m=1$时相等,在$m>1$时大于),所以不满足。
因此,我们选择B选项,但需要明确,我们的解集是$m<1$,且这是唯一满足所有条件的解集。
不过为了与选项对应,我们直接给出:
综合以上分析,m的取值范围是$m < 1$。
$2m - 1 < m < 4 - m$,
将上述不等式组拆分为两个不等式进行求解:
$2m - 1 < m$,
移项得:
$m < 1 +0$(实际上是$m-0<1-0$的简化,即$m<1$的移项过程,但直接写出结果),
即$m < 1$(需结合另一个不等式的结果);
$m < 4 - m$,
移项并合并同类项得:
$2m < 4$,
即$m < 2$;
同时,由于$m$在中间,所以还需要满足:
$2m-1<4-m$(这个其实在第一个不等式已经隐含,但为全面考虑数轴排列,可验证其不影响结果),
移项得:
$3m<5$,
即:
$m<\frac{5}{3}$,
但由于第一个不等式$m<1$已经比$m<\frac{5}{3}$更严格,所以不需再考虑;
综合以上不等式,得到不等式组的解集为:
$m < 1$(来自第一个不等式)与$m<2$(第二个不等式,但实际由第一个不等式更严格地限制了$m<1$)的交集,同时考虑到$m$需要同时满足小于1且小于2,且因为需要满足$2m-1$(最小)小于$m$(中间)小于$4-m$(最大),当$m=1$时,$2m-1=1$,并不小于$m$,所以必须$m<1$才能满足所有条件,而另一个条件$m<\frac{5}{3}$在$m<1$时自然满足,因此,最终解集为:
$1-1(即0+的下一个整数,但实际为开区间)<实际起始为负无穷)到1(不包括1)$,但由于我们需要的是三个数严格从左到右排列,所以当$m=1$时,并不满足,故解集为$m < 1$的同时,还需保证$2m-1$作为最左端小于$m$,这个条件在$m<1$时已经满足,且当$m$趋近于负无穷时,依然满足,但另一个隐含条件是$m$作为实数,没有上界除了由$m<1$给出的,而为了确保$m$在中间,我们需要有$m- (2m-1) >0$(即任意两个相邻数之差大于0),这个在$m<1$时恒成立,且$4-m-m>0$,即$m<2$,也在$m<1$时恒成立,所以最终不等式组的解为:
$m < 1$ 且由于需要存在这样的$m$,且当$m$趋近于1时,$2m-1$趋近于1,$m$趋近于1,$4-m$趋近于3,仍然满足从左到右,但$m$不能等于1,所以解集是:
$m < 1$ 的所有实数中,还需满足题目中的“三个数”都存在的条件,即没有额外的限制使$m$无解,所以最终解集就是:
$1-(不包含)之前的所有数,即 m<1$,但我们需要更精确,因为当$m$很小时,比如负数,$2m-1$会更小,$m$为负,$4-m$会更大,依然满足,但我们需要找到的是使这三个数在数轴上严格从左到右的$m$的范围,而由$m<1$和$m<2$以及$m<\frac{5}{3}$,最严格的是$m<1$,然而我们还需要考虑$2m-1$和$m$的关系已经给出$m$必须大于某个值才能使$2m-1$小于$m$?实际上不需要,因为当$m=0.5$时,$2m-1=0$,小于$m=0.5$,满足,当$m=0$时,$2m-1=-1$,小于$m=0$,也满足,当$m$趋近于负无穷时,依然满足,所以看起来$m$可以小于1的任何数,但我们还需要看另一个条件:$m$作为中间数,必须小于$4-m$,这个在$m<2$时成立,而在$m<1$时自然成立,然而,我们还需要确保$2m-1$小于$4-m$,即:
$2m - 1 < 4 - m$,
$3m < 5$,
$m < \frac{5}{3}$,
这个条件在$m<1$时也是成立的,因为1小于$\frac{5}{3}$,所以,我们还需要一个条件来“限制”$m$不能太小以至于使$m$和$2m-1$的位置颠倒?实际上不需要,因为当$m$减小时,$2m-1$减小得更快,所以它们之间的相对位置不会改变,真正限制$m$的是它必须小于1,同时,我们还需要保证$m$大于某个值吗?不,因为当$m$趋近于负无穷时,三个数的位置关系仍然保持,所以看起来$m$可以取小于1的任何实数,但我们需要更仔细地看题目,题目要求的是三个实数在数轴上所对应的点从左到右依次排列,这意味着它们必须都是实数,且互不相等(否则就会有两个点重合),所以$m$不能等于1(否则$2m-1$和$m$会重合),也不能等于其他使两个数相等的值,解方程$2m-1=4-m$,得$m=\frac{5}{3}$,但这个值不在$m<1$的范围内,所以不需要考虑,因此,我们只需要考虑$m<1$,然而,我们还需要确保$m$作为实数,且使$4-m$大于$m$,这个在$m<2$时成立,在$m<1$时也成立,所以最终我们得到:
为了使三个数严格从左到右排列,必须有$m < 1$,同时,由于当$m=1$时,$2m-1=m$,不满足严格小于,且当$m$增大到接近但小于1时,仍然满足,而当$m$减小到负无穷时,也满足,所以解集是:
$m < 1$,
但是选项中没有直接给出$m<1$,我们需要看选项,由于题目是多选题(实际为单选题,给出选项)的形式,我们需要选择包含这个解集的选项,A选项$m<2$包含了$m<1$,但也包含了$1≤ m<2$,这部分不满足条件,因为当$m$在$1$和$2$之间时,比如$m=1.5$,则$2m-1=2$,$m=1.5$,$4-m=2.5$,此时$2m-1=2$并不小于$m=1.5$(实际上$2>1.5$),所以不满足从左到右依次排列,所以A选项不对;B选项$m<1$正好是我们的解集;C选项$1<m<2$不满足条件,如上所述;D选项$1<m<\frac{5}{3}$也不满足,因为当$m$在这个范围内时,$2m-1$会大于或等于$m$(在$m=1$时相等,在$m>1$时大于),所以不满足。
因此,我们选择B选项,但需要明确,我们的解集是$m<1$,且这是唯一满足所有条件的解集。
不过为了与选项对应,我们直接给出:
综合以上分析,m的取值范围是$m < 1$。
11. (★★)(1)(2024·凉山州改编)$-3 < 4x - 7 ≤ 9$的整数解为.
(2)(2024·龙东地区)关于x的不等式组$\begin{cases}4 - 2x ≥ 0,\frac{1}{2}x - a > 0\end{cases}$恰有3个整数解,则a的取值范围是 ______ .
(2)(2024·龙东地区)关于x的不等式组$\begin{cases}4 - 2x ≥ 0,\frac{1}{2}x - a > 0\end{cases}$恰有3个整数解,则a的取值范围是 ______ .
答案
(1)2,3,4;(2)$-\frac{1}{2} ≤ a < 0$
解析
(1) 解不等式$-3 < 4x - 7 ≤ 9$:
两边同时加7,得$4 < 4x ≤ 16$,
两边同时除以4,得$1 < x ≤ 4$,
整数解为2,3,4。
(2) 解不等式组:
由$4 - 2x ≥ 0$,得$x ≤ 2$;
由$\frac{1}{2}x - a > 0$,得$x > 2a$。
不等式组解集为$2a < x ≤ 2$,恰有3个整数解0,1,2。
则$-1 ≤ 2a < 0$,解得$-\frac{1}{2} ≤ a < 0$。
两边同时加7,得$4 < 4x ≤ 16$,
两边同时除以4,得$1 < x ≤ 4$,
整数解为2,3,4。
(2) 解不等式组:
由$4 - 2x ≥ 0$,得$x ≤ 2$;
由$\frac{1}{2}x - a > 0$,得$x > 2a$。
不等式组解集为$2a < x ≤ 2$,恰有3个整数解0,1,2。
则$-1 ≤ 2a < 0$,解得$-\frac{1}{2} ≤ a < 0$。
12. (★★)某商品的售价是528元,商家出售一件这样的商品可获利润是进价的10%~20%.设进价为x元,则x的取值范围是.
答案
由题意,利润为售价减去进价,即利润=528 - x。
因为利润是进价的10%~20%,所以:
1. 利润≥进价的10%:528 - x ≥ 0.1x
移项得:528 ≥ 1.1x
解得:x ≤ 528 ÷ 1.1 = 480
2. 利润≤进价的20%:528 - x ≤ 0.2x
移项得:528 ≤ 1.2x
解得:x ≥ 528 ÷ 1.2 = 440
综上,x的取值范围是440 ≤ x ≤ 480。
440 ≤ x ≤ 480
因为利润是进价的10%~20%,所以:
1. 利润≥进价的10%:528 - x ≥ 0.1x
移项得:528 ≥ 1.1x
解得:x ≤ 528 ÷ 1.1 = 480
2. 利润≤进价的20%:528 - x ≤ 0.2x
移项得:528 ≤ 1.2x
解得:x ≥ 528 ÷ 1.2 = 440
综上,x的取值范围是440 ≤ x ≤ 480。
440 ≤ x ≤ 480
13. (★★)解下列不等式组:
(1)$\begin{cases}3(x + 2) ≥ 2x + 5,\\2x - \frac{3x + 1}{2} < 1;\end{cases}$
(2)$\begin{cases}5x - 2 < 3(x + 1),\frac{3x - 2}{3} ≥ x + \frac{x - 2}{2};\end{cases}$
(3)$\begin{cases}\frac{2x - 1}{3} - \frac{5x + 1}{2} ≤ 1,\\5x - 1 < 3(x + 1);\end{cases}$
(4)$\begin{cases}2x + 1 < x + 6,\frac{1 - 2x}{2} - \frac{1 - 5x}{6} ≤ \frac{2}{3}.\end{cases}$
(1)$\begin{cases}3(x + 2) ≥ 2x + 5,\\2x - \frac{3x + 1}{2} < 1;\end{cases}$
(2)$\begin{cases}5x - 2 < 3(x + 1),\frac{3x - 2}{3} ≥ x + \frac{x - 2}{2};\end{cases}$
(3)$\begin{cases}\frac{2x - 1}{3} - \frac{5x + 1}{2} ≤ 1,\\5x - 1 < 3(x + 1);\end{cases}$
(4)$\begin{cases}2x + 1 < x + 6,\frac{1 - 2x}{2} - \frac{1 - 5x}{6} ≤ \frac{2}{3}.\end{cases}$
答案
(1) 解不等式$3(x + 2) ≥ 2x + 5$:
$3x + 6 ≥ 2x + 5$
$3x - 2x ≥ 5 - 6$
$x ≥ -1$
解不等式$2x - \frac{3x + 1}{2} < 1$:
$4x - (3x + 1) < 2$
$4x - 3x - 1 < 2$
$x < 3$
不等式组解集:$-1 ≤ x < 3$
(2) 解不等式$5x - 2 < 3(x + 1)$:
$5x - 2 < 3x + 3$
$5x - 3x < 3 + 2$
$2x < 5$
$x < \frac{5}{2}$
解不等式$\frac{3x - 2}{3} ≥ x + \frac{x - 2}{2}$:
$2(3x - 2) ≥ 6x + 3(x - 2)$
$6x - 4 ≥ 9x - 6$
$-3x ≥ -2$
$x ≤ \frac{2}{3}$
不等式组解集:$x ≤ \frac{2}{3}$
(3) 解不等式$\frac{2x - 1}{3} - \frac{5x + 1}{2} ≤ 1$:
$2(2x - 1) - 3(5x + 1) ≤ 6$
$4x - 2 - 15x - 3 ≤ 6$
$-11x ≤ 11$
$x ≥ -1$
解不等式$5x - 1 < 3(x + 1)$:
$5x - 1 < 3x + 3$
$2x < 4$
$x < 2$
不等式组解集:$-1 ≤ x < 2$
(4) 解不等式$2x + 1 < x + 6$:
$2x - x < 6 - 1$
$x < 5$
解不等式$\frac{1 - 2x}{2} - \frac{1 - 5x}{6} ≤ \frac{2}{3}$:
$3(1 - 2x) - (1 - 5x) ≤ 4$
$3 - 6x - 1 + 5x ≤ 4$
$-x ≤ 2$
$x ≥ -2$
不等式组解集:$-2 ≤ x < 5$
$3x + 6 ≥ 2x + 5$
$3x - 2x ≥ 5 - 6$
$x ≥ -1$
解不等式$2x - \frac{3x + 1}{2} < 1$:
$4x - (3x + 1) < 2$
$4x - 3x - 1 < 2$
$x < 3$
不等式组解集:$-1 ≤ x < 3$
(2) 解不等式$5x - 2 < 3(x + 1)$:
$5x - 2 < 3x + 3$
$5x - 3x < 3 + 2$
$2x < 5$
$x < \frac{5}{2}$
解不等式$\frac{3x - 2}{3} ≥ x + \frac{x - 2}{2}$:
$2(3x - 2) ≥ 6x + 3(x - 2)$
$6x - 4 ≥ 9x - 6$
$-3x ≥ -2$
$x ≤ \frac{2}{3}$
不等式组解集:$x ≤ \frac{2}{3}$
(3) 解不等式$\frac{2x - 1}{3} - \frac{5x + 1}{2} ≤ 1$:
$2(2x - 1) - 3(5x + 1) ≤ 6$
$4x - 2 - 15x - 3 ≤ 6$
$-11x ≤ 11$
$x ≥ -1$
解不等式$5x - 1 < 3(x + 1)$:
$5x - 1 < 3x + 3$
$2x < 4$
$x < 2$
不等式组解集:$-1 ≤ x < 2$
(4) 解不等式$2x + 1 < x + 6$:
$2x - x < 6 - 1$
$x < 5$
解不等式$\frac{1 - 2x}{2} - \frac{1 - 5x}{6} ≤ \frac{2}{3}$:
$3(1 - 2x) - (1 - 5x) ≤ 4$
$3 - 6x - 1 + 5x ≤ 4$
$-x ≤ 2$
$x ≥ -2$
不等式组解集:$-2 ≤ x < 5$
14. (★★)把一篮苹果分给几个学生,若每人分4个,则剩下3个;若每人分5个,则最后一个学生能分到苹果,但最多分3个.用不等式组的知识求出可能有几人和相应的苹果数.
答案
设学生有$x$人,苹果有$y$个。
由题意得:$y = 4x + 3$。
每人分5个时,最后一个学生分到的苹果数为$y - 5(x - 1)$,且$0 < y - 5(x - 1) ≤ 3$。
将$y = 4x + 3$代入不等式:$0 < 4x + 3 - 5(x - 1) ≤ 3$。
化简得:$0 < -x + 8 ≤ 3$。
解不等式组:
$\begin{cases}-x + 8 > 0 \\ -x + 8 ≤ 3\end{cases}$
解得:$5 ≤ x < 8$。
$x$为正整数,$x = 5, 6, 7$。
当$x = 5$时,$y = 4×5 + 3 = 23$;
当$x = 6$时,$y = 4×6 + 3 = 27$;
当$x = 7$时,$y = 4×7 + 3 = 31$。
答:可能有5人,苹果23个;或6人,苹果27个;或7人,苹果31个。
由题意得:$y = 4x + 3$。
每人分5个时,最后一个学生分到的苹果数为$y - 5(x - 1)$,且$0 < y - 5(x - 1) ≤ 3$。
将$y = 4x + 3$代入不等式:$0 < 4x + 3 - 5(x - 1) ≤ 3$。
化简得:$0 < -x + 8 ≤ 3$。
解不等式组:
$\begin{cases}-x + 8 > 0 \\ -x + 8 ≤ 3\end{cases}$
解得:$5 ≤ x < 8$。
$x$为正整数,$x = 5, 6, 7$。
当$x = 5$时,$y = 4×5 + 3 = 23$;
当$x = 6$时,$y = 4×6 + 3 = 27$;
当$x = 7$时,$y = 4×7 + 3 = 31$。
答:可能有5人,苹果23个;或6人,苹果27个;或7人,苹果31个。
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