内容正文:
第三节 等式性质与不等式性质
课标解读
1.会比较两个数(式)的大小.
2.理解不等式的性质,掌握不等式性质的简单应用.
[对应学生用书P8]
1.比较两个实数大小的方法
关系
方法
作差法
作商法
a>b
a-b>0
>1(a,b>0)或<1(a,b<0)
a=b
a-b=0
=1(b≠0)
a<b
a-b<0
<1(a,b>0)或>1(a,b<0)
2.不等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
a>b⇔b<a;a<b⇔b>a
可逆
传递性
a>b,b>c⇒a>c;a<b,b<c⇒a<c
同向
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
可乘性
a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc
c的符号
同向可加性
a>b,c>d⇒a+c>b+d
同向
同向同正可乘性
a>b>0,c>d>0⇒ac>bd
同向同正
可乘方性
a>b>0,n∈N,n≥2⇒an>bn
同正
可开方性
a>b>0,n∈N,n≥2⇒>
同正
两个同向不等式可以相加但不一定能相乘,例如2>-1,-1>-3,但2×(-1)>(-1)(-3)不成立.
1.判断正误
(1)a>b⇔ac2>bc2.( × )
(2)a=b⇔ac=bc.( × )
(3)一个非零实数越大,则其倒数就越小.( × )
2.(人教A版必修第一册P42例2改编)若a>b>0,c<d<0,则一定有( )
A.->0 B.-<0
C.> D.<
答案:D
3.(乘法运算忽视符号)已知实数a∈(-3,1),b∈(,),则的取值范围是( )
A.(-12,8) B.(-24,8)
C.(-24,4) D.(-12,4)
B 解析:当-3<a≤0时,∈(-24,0];当0<a<1时,∈(0,8).综上可知∈(-24,8).
4.(人教A版必修第一册P38例1改编)已知x≠0,则(x2+1)2与x4+x2+1的大小关系为____________.
答案:(x2+1)2>x4+x2+1
5.(人教A版必修第一册P43T5改编)已知2<a<3,-2<b<-1,则2a-3b的取值范围是________.
答案:(7,12)
倒数性质:(1)a>b,ab>0⇒<;
(2)a<0<b⇒<;
(3)a>b>0,0<c<d⇒>;
(4)0<a<x<b或a<x<b<0⇒<<.
[对应学生用书P9]
考点一 比较两数(式)的大小(自主完成)
1.(2023·河南许昌期末)已知x=-a2-2a+3,y=4-3a,则( )
A.x<y
B.x=y
C.x>y
D.x与y的大小无法判断
A 解析:因为x=-a2-2a+3,y=4-3a,所以x-y=-a2+a-1=-(a-)2-<0,故x<y.
2.(2023·天津红桥一模)设a>1,且m=loga(a2+1),n=loga(a-1),p=loga(2a),则m,n,p的大小关系为( )
A.n>m>p B.m>p>n
C.m>n>p D.p>m>n
B 解析:当a>1时,易知a2+1>2a,又以a为底的对数函数在定义域上单调递增,∴m>p,又∵(a2+1)-(a-1)=(a-)2+,即a2+1>a-1,因为以a为底的对数函数在定义域上单调递增,所以m>n,又∵当a>1时,2a显然大于a-1,同上,可知p>n.综上,m>p>n.故选B.
3.已知a=1816,b=1618,则a与b的大小关系为________.
答案:a<b 解析:==()16·=()16·()16=()16.∵∈(0,1),∴()16<1,∵1816>0,1618>0,∴1816<1618,即a<b.
比较两个数(式)大小的2种方法
考点二 利用不等式性质比较大小
[例1] (1)(多选)已知a,b,c满足c<a<b,且ac<0,那么下列各式一定成立的是( )
A.ac(a-c)>0 B.c(b-a)<0
C.cb2<ab2 D.ab>ac
(2)(2023·云南曲靖模拟)已知|m|>|n|>0,则下列不等式一定成立的是( )
A.m>n B.|m|+n>0
C.m+n<0 D.<
(3)(多选)(2023·湖南永州第一中学模拟)已知0<a<b<1,则下列不等式中成立的是( )
A.()a<()b B.ln a<ln b
C.a3<b3 D.sin a>sin b
(1)BCD (2)B (3)BC 解析:(1)因为a,b,c满足c<a<b,且ac<0,所以c<0,a>0,b>0,a-c>0,b-a>0,所以ac(a-c)<0,c(b-a)<0,cb2<ab2,ab>ac,故选BCD.
(2)对于A,若m=-2,n=1时,满足|m|>|n|>0,而不满足m>n,所以A错误.对于B,当n>0时,则|m|+n>0一定成立,当n<0时,由|m|>|n|>0,得|m|>-n,则|m|+n>0,所以B正确.对于C,若m=2,n=1时,满足|m|>|n|>0,而不满足m+n<0,所以C错误.对于D,若m=-2,n=-1时,则满足|m|>|n|>0,而不满足<,所以D错误.
(3)对于A,因为y=()x在R上为减函数,且0<a<b<1,所以()a>()b,所以A错误;对于B,因为y=ln x在(0,+∞)上为增函数,0<a<b<1,所以ln a<ln b,所以B正确;对于C,因为0<a<b<1,所以由不等式的性质可得a3<b3,所以C正确;对于D,因为0<a<b<1<,且函数y=sin x在(0,)上单调递增,所以sin a<sin b,所以D错误.
判断不等式成立常用的3种方法
(1)直接利用不等式的性质逐个验证.利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件.
(2)利用特殊值法排除错误答案.
(3)利用函数的单调性.当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等的单调性进行判断.
1.若2m>2n,则下列结论一定成立的是( )
A.> B.m|m|>n|n|
C.ln (m-n)>0 D.πm-n<1
B 解析:由2m>2n,可取m=2,n=1,可得ACD不成立.
2.(2024·辽宁葫芦岛一模)若a,b,c为实数,且a<b,c>0,则下列不等关系一定成立的是( )
A.a+c<b+c B.<
C.ac>bc D.b-a>c
A 解析:对于A选项,由不等式的基本性质知,不等式的两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,不等号方向不变,则a<b⇒a+c<b+c,A选项正确;对于B选项,由不等式的基本性质知,不等式的两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号方向不变,若a=-2,b=-1,则a<b,>,B选项错误;对于C选项,由不等式的基本性质知,不等式的两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号方向不变,c>0,0<a<b,可得ac<bc,C选项错误;对于D选项,因为a<b,可得b-a>0,c>0,所以无法判断b-a与c的大小,D选项错误.
3.下列对不等关系的判断,正确的是( )
A.若<,则a3>b3
B.若>,则2a<2b
C.若ln a2>ln b2,则2|a|>2|b|
D.若tan a>tan b,则a>b
C 解析:对于选项A,当a=-1,b=1时,满足<,但a3<b3,A错误;对于选项B,当a=1,b=-2时,满足>,但2a>2b,B错误;对于选项C,由ln a2>ln b2可得a2>b2,则|a|>|b|,可得2|a|>2|b|,C正确;对于选项D,当a=,b=时,tan >tan ,但<,D错误.
考点三 利用不等式性质求范围
[例2] (1)若1<α<3,-4<β<2,则α-|β|的取值范围是________.
(2)设x,y为实数,满足2≤xy2≤3,3≤≤4,则的最大值是________.
答案:(1)(-3,3) (2)32 解析:(1)∵-4<β<2,∴0≤|β|<4,∴-4<-|β|≤0.∴-3<α-|β|<3.
(2)=()3×,∵3≤≤4,∴27≤()3≤64,∵2≤xy2≤3,∴≤≤,根据不等式的性质得9≤()3·≤32,即的最大值为32,当且仅当即时取到.
求含有字母的数(或式)的取值范围时的2个注意点
(1)要注意题设中的条件.
(2)要正确使用不等式的性质,尤其是两个同方向的不等式可加不可减,可乘不可除.
1.已知α∈(0,),β∈[0,],则2α-的取值范围是( )
A.(0,) B.(-,)
C.(0,1) D.(-,1)
D 解析:因为α∈(0,),所以0<2α<1,又β∈[0,],所以0≤≤,所以-≤-≤0,所以-<2α-<1.
2.已知2<x<4,-3<y<-1,则的取值范围是( )
A.(,) B.(,)
C.(,1) D.(,2)
B 解析:由题意,2<x<4,原式分子和分母同时除以x,得=,由条件得2<-2y<6,所以<-<,即<-<3,所以<1-<4,所以<<.
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