内容正文:
2.2.1 不等式及其性质4种常见考法归类
1、不等式的定义
我们用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等关系,含有这些不等号的式子,称为不等式.
2、实数大小比较
符号表示
a-b>0⇔a>b,
a-b=0⇔a=b,
a-b<0⇔a<b.
3、不等式的性质
性质1(可加性) 如果a>b,那么a+c>b+c.
性质2(可乘性) 如果a>b,c>0,那么ac>bc.
性质3(可乘性) 如果a>b,c<0,那么ac<bc.
性质4(传递性) 如果a>b,b>c,那么a>c.
注:如果性质4中的不等式带有等号,那么结论是否仍然成立?
(1)如果性质4中的两个不等式只有一个带有等号,那么等号是传递不过去的.例如:如果a≥b且b>c,那么a>c;如果a>b且b≥c,那么a>c.
(2)如果两个不等式都带有等号,那么有若a≥b且b≥c,则a≥c,其中a=c时必有a=b且b=c.
推论1(移项法则) 如果a+b>c,那么a>c-b.
不等式中的任意一项都可以把它的符号变成相反的符号后,从不等式的一边移到另一边.
推论2(同向可加性) 如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
我们把a>b和c>d(或a<b和c<d)这类不等号方向相同的不等式,称为同向不等式.
推论3(同向同正可乘性) 如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
推论4(可乘方性) 如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n>1).
推论5(可开方性) 如果a>b>0,那么>.
注:(1)推论2可以推广为更一般的结论:有限个同向不等式的两边分别相加,所得到的不等式与原不等式同向.推论2是同向不等式相加法则的依据.
(2)同向不等式可以相加但不能相减,即由a>b,c>d,可以得到a+c>b+d,但不能得到a-c>b-d.需要特别注意的是,由a>b,c<d,不能得到a+c>b+d,但可以得到a-c>b-d.这是因为若c<d,则-c>-d,又a>b,所以a-c>b-d.
4、综合法、分析法与反证法
1.综合法
从已知条件出发,综合利用各种结果,经过逐步推导最后得到结论的方法,在数学中通常称为综合法.
2.分析法
从待证结论出发,一步一步地寻求结论成立的充分条件,最后得到题设的已知条件或已被证明的事实,这种证明问题的方法通常称为分析法.
3.反证法
首先假设结论的否定成立,然后由此进行推理得到矛盾,最后得出假设不成立.这种得到数学结论的方法通常称为反证法.
注:综合法与分析法都是直接证明的方法,反证法是一种间接证明的方法.
(1)综合法中,最重要的推理形式为p⇒q,其中p是已知或者已经得出的结论,所以综合法的实质就是不断寻找必然成立的结论.
(2)分析法中,最重要的推理形式是“要证p,只需证明q”,这可以表示为p⇐q,其中p是需要证明的结论,所以分析法的实质就是不断寻找结论成立的充分条件.
5、比较两数大小
比较两实数a,b的大小,只需确定它们的差a-b与0的大小关系,与差的具体数值无关.因此,比较两实数a,b的大小,其关键在于经过适当变形,能够确认差a-b的符号,变形的常用方法有配方、分解因式等.
6、用作差法比较两个实数大小的四步曲
注意:上述步骤可概括为“三步一结论”,这里的“判断符号”是目的,“变形”是关键.
7、不等式性质的应用
(1)首先要注意不等式成立的条件,不要弱化条件,尤其是不凭想当然随意捏造性质.
(2)解决有关不等式选择题时,也可采用特值法进行排除,注意取值一定要遵循以下原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算.
8、利用不等式性质求范围的一般思路
(1)借助性质,转化为同向不等式相加进行解答;
(2)借助所给条件整体使用,切不可随意拆分所给条件;
(3)结合不等式的传递性进行求解.
9、证明不等式的解题策略
(1)简单不等式的证明可直接由已知条件并利用不等式的性质,通过对不等式变形得证.
(2)对于不等号两边都比较复杂的式子,直接利用不等式的性质不易得证,可考虑将不等式的两边作差,然后进行变形,根据条件确定每一个因式(式子)的符号,利用符号法则判断最终的符号,完成证明.
10、不等式的证明方法
(1)作差法:通过比较两式之差的符号来判断两式的大小;
(2)综合法:从已知条件出发,综合利用各种结果,经过逐步推导最后得到结论的方法
(3)反证法:首先假设结论的否定成立,然后由此进行推理得到矛盾,最后得出假设不成立;
(4)分析法:从要证的结论出发,逐步寻找使它成立的充分条件,直至所需的条件为已知条件或一个明显成立的事实,从而得出要证的命题成立。
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考点一 比较大小
考点二