内容正文:
第四节 不等式的性质
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P10]
知识点一 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)
知识点二 不等式的性质
性质
性质内容
提醒
可加性(性质1)
a>b ⇔a+c>b+c
⇔
可乘性
性质2
a>b, c>0⇒ac>bc
注意c的符号
性质3
a>b, c<0⇒ac<bc
传递性(性质4)
a>b, b>c⇒a>c
⇒
对称性(性质5)
a>b⇔b<a
⇔
移项法则(推论1)
a+b>c⇒a>c-b
⇒
同向可加性(推论2)
a>b, c>d ⇒a+c>b+d
⇒
同向同正可乘性(推论3)
a>b>0, c>d >0⇒ac>bd
⇒
可乘方性(推论4)
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n>1)
a,b同为正数
可开方性(推论5)
a>b>0⇒>(n∈N,n≥2)
a,b同为正数
1.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⇒<<.
2.两个重要不等式
若a>b>0,m>0,则
(1)<;>(a-m>0).
(2)>;<(b-m>0).
一、辨析正误(在括号内打“√”或“×”)
(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.( × )
二、版本互鉴
1.(苏教版必修第一册P50 T7改编)实数x,y满足x>y,则下列不等式成立的是( )
A.<1 B.2-x<2-y
C.lg (x-y)>0 D.x2>y2
答案:B
2.(人教B版必修第一册P63 T3改编)若a>b>0,c<d<0,则一定有( )
A.> B.<
C.> D.<
答案:B
3.(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
4.(人教A版必修第一册P43 T5改编)已知2<a<3,-2<b<-1,则2a-3b的取值范围是________.
答案:(7,12)
[对应学生用书P11]
考点 比较两个数(式)的大小 (自悟通)
1.已知实数a,b,c满足b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,则a,b,c的大小关系是( )
A.c≥b>a B.a>c≥b
C.c>b>a D.a>c>b
A 解析:∵c-b=4-4a+a2=(a-2)2≥0,∴c≥b.
又b+c=6-4a+3a2,∴2b=2+2a2,∴b=a2+1,
∴b-a=a2-a+1=(a-)2+>0,∴b>a,∴c≥b>a.
2.若a=,b=,则a________b.(填“>”或“<”)
答案:< 解析:易知a,b都是正数,==log89>1,所以b>a.
比较两个数(式)大小的两种方法
考点 不等式性质的理解 (自悟通)
1.设a,b∈R,则“(a-b)·a2<0”是“a<b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
A 解析:若(a-b)·a2<0,则必有a-b<0,即a<b;而当a<b时,不能推出(a-b)·a2<0,例如a=0,b=1.所以“(a-b)·a2<0”是“a<b”的充分不必要条件.
2.若a>b>0,c<d<0,e<0.求证:>.
证明:∵c<d<0,∴-c>-d>0.
又∵a>b>0,∴a-c>b-d>0,∴(a-c)2>(b-d)2>0.
两边同乘以,得<.
又e<0,∴>.
运用不等式性质时,要注意不等式成立的条件,不要弱化条件,尤其是不能想当然随意捏造性质.
考点 利用不等式性质判断正误 (精研通)
【例1】 (1)(多选)(2023·福建三明模拟)设a<b<c,且a+b+c=0,则( )
A.ab<b2 B.ac<bc
C.< D.<1
(2)(2023·湖北调研)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
(1)BC (2)C 解析:(1)因为a<b<c,a+b+c=0,所以a<0<c,b的符号不能确定,当b=0时,ab=b2,故A错误;因为a<b,c>0,所以ac<bc,故B正确;因为a<0<c,所以<,故C正确;因为a<b,所以-a>-b,所以c-a>c-b>0,所以>1,故D错误.
(2)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,ln a2>ln b2⇒a2>b2⇒|a|>|b|⇒2|a|>2|b|,C正确;对于选项D,tan >tan ,但<,D错误.
(1)判断不等式是否成立,需要逐一给出推理判断或反例说明.
(2)在判断一个关于不等式的命题的真假时,可结合不等式的性质,对数函数、指数函数的性质进行判断.
1.(2023·陕西西安中学模拟)若a,b,c,d∈R,且a>b,c>d,则下列结论正确的是( )
A.a+c>b+d B.a-c>b-d
C.ac>bd D.>
A 解析:对于A,设a,b,c,d∈R,且a>b,c>d,根据同向不等式的可加性知a+c>b+d,故A正确;对于B,令a=2,b=0,c=3,d=0,可知B不正确;对于C,D,令a=-1,b=-2,c=-1,d=-2,可知C,D不正确.
2.(多选)(2023·湖南永州一中模拟)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.<
BC 解析: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,所以<,所以<,所以D错误.
考点 不等式性质的综合 (精研通)
【例2】 (1)(多选)已知3<a<6,1<b<5,则( )
A.∈(,3) B.∈(,6)
C.a-2b∈(-4,1) D.a-2b∈(-7,4)
(2)若-2<a<b<3,-2<c<0,则c(a-b)的取值范围是________.
答案:(1)BD (2)(0,10) 解析:(1)∵1<b<5,
∴-10<-2b<-2,<<1,
又3<a<6,∴∈(,6),a-2b∈(-7,4),∴B,D正确.
(2)由-2<a<b<3,得b-a>0,且-2<a<3,-2<b<3,
∴-3<-a<2,由不等式的性质可得-5<b-a<5,∴0<b-a<5,∵-2<c<0,
∴0<-c<2,∴0<-c·(b-a)<10,即0<c·(a-b)<10,∴c·(a-b)的取值范围是(0,10).
求含有字母的数(或式)的取值范围时应注意的两点
(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.
已知α∈(0,),β∈,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∈,所以0≤≤,
所以-≤-≤0,所以-<2α-<1.
分级练(4) 不等式的性质
分级一 提能强化
1.(2023·江苏徐州模拟)设P=2a2-4a+3,Q=(a-1)(a-3),a∈R,则有( )
A.P≥Q B.P>Q
C.P<Q D.P≤Q
A 解析:∵P-Q=2a2-4a+3-(a-1)(a-3)=a2≥0,∴P≥Q.
2.若实数m,n满足m>n>0,则( )
A.-<- B.+>
C.()m>()n D.m2<mn
B 解析:取m=2,n=1,代入各选择项验证A,C,D不成立,只有B项成立,即+1>.
3.(2022·宁夏银川一中三模)已知2<a<3,-2<b<-1,则2a-b的取值范围为( )
A.(0,2) B.(2,5)
C.(5,8) D.(6,7)
C 解析:2<a<3,-2<b<-1,故4<2a<6,1<-b<2,得5<2a-b<8.
4.若a,b都是实数,则“->0”是“a2-b2>0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
A 解析:->0⇒>⇒a>b≥0⇒a2>b2,但a2-b2>0->0,
所以“->0”是“a2-b2>0”的充分不必要条件.
5.(多选)(2022·广东汕头二模)已知a,b,c满足c<a<b,且ac<0,那么下列各式中一定成立的是( )
A.ac(a-c)>0 B.c(b-a)<0
C.cb2<ab2 D.ab>ac
BCD 解析: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.
6.已知0<a<,且M=+,N=+,则M,N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N
C.M=N D.不能确定
A 解析:∵0<a<,∴1+a>0,1+b>0,1-ab>0.
∴M-N=+=>0,∴M>N.
7.(2023·安徽芜湖一中模拟)已知a>b>c>d>0,且a+d=b+c,则以下不正确的是( )
A.a+c>b+d B.ac>bd
C.ad<bc D.>
D 解析:a>b>0,c>d>0⇒a+c>b+d,ac>bd,故A,B正确;a-d>b-c>0⇒(a-d)2>(b-c)2,即(a+d)2-4ad>(b+c)2-4bc⇒ad<bc,故C正确;对ad<bc两边同除以bd得<,故D错误.
8.若6<a<10,≤b≤2a,c=a+b,则c的取值范围是( )
A.[9,18] B.(15,30)
C.[9,30] D.(9,30)
D 解析:∵≤b≤2a,∴≤a+b≤3a,即≤c≤3a.∵6<a<10,∴9<c<30.
分级二 知能探究
9.(2023·湖南长沙一中学模拟)已知<<0,则下列不等式正确的是( )
A.ac2>bc2 B.a|a|<b|b|
C.a->b- D.ln a2>ln b2
C 解析:对于A,<<0⇒b<a<0,当c=0时,ac2=bc2=0,选项A错误.对于B,b<a<0⇒b2>a2⇒a|a|-b|b|=-a2-(-b2)=b2-a2>0,即a|a|>b|b|,选项B错误.对于C,构造函数f(x)=x-,函数f(x)在区间(-∞,0)上单调递增,b<a<0⇒f(b)<f(a),即b-<a-,选项C正确.对于D,b<a<0⇒a2<b2⇒ln a2<ln b2,选项D错误.
10.若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
B 解析:方法一 易知a,b,c都是正数,==log8164<1.
所以a>b;==log6251 024>1.
所以b>c.即c<b<a.
方法二 对于函数y=f(x)=,y′=,
易知当x>e时,函数f(x)单调递减.因为e<3<4<5,所以f(3)>f(4)>f(5).即a>b>c.
11.给出三个不等式:①a2>b2;②2a>2b-1;③>-.能够使以上三个不等式同时成立的一个条件是________.
答案:a>b>0(答案不唯一) 解析:使三个不等式同时成立的一个条件是a>b>0.当a>b>0时,①②显然成立.对于③,()2-(-)2=2-2b=2(-),
∵a>b>0,∴2(-)>0,
∴()2-(-)2>0,即 >-.所以③成立.
12.已知三个不等式:ab>0,bc-ad>0,->0(其中a,b,c,d均为实数),用其中两个不等式作为条件,余下的一个不等式作为结论组成一个命题,可组成正确命题的个数是________.
答案:3 解析:若ab>0,bc-ad>0成立,不等式bc-ad>0两边同除以ab可得->0,即ab>0,bc-ad>0⇒->0;若ab>0,->0成立,不等式->0两边同乘以ab,可得bc-ad>0,即ab>0,->0⇒bc-ad>0;若->0,bc-ad>0成立,则-=>0,又bc-ad>0,则ab>0,即->0,bc-ad>0⇒ab>0.
综上可知,以三个不等式中任意两个为条件都可推出第三个不等式成立,故可组成的正确命题有3个.
分级三 素能创新
13.a g糖水中含有b g糖(a>b>0),若在糖水中加入x g糖,则糖水变甜了.据此提炼出一个不等式:________________.
答案:>(a>b>0,x>0) 解析:a克糖水中含有b克糖(a>b>0),可得糖水的浓度为×100%;在糖水中加入x克糖,可得糖水的浓度为×100%;由糖水变甜了,可得×100%>×100%,故>(a>b>0,x>0).
14.已知一辆汽车原来每天行驶x km,如果现在该辆汽车每天行驶的路程比原来少12 km,那么它原来行驶8天的路程现在就得花9天多的时间行驶,该问题用不等式可表示为________.
答案:9<<10 解析:如果它每天行驶的路程比原来少12 km,那么它原来行驶8天的路程现在所花的时间为天,因此,不等式关系“它原来行驶8天的路程现在就得花9天多的时间”可以用不等式9<<10来表示.
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