内容正文:
第三节 等式性质与不等式性质
课程目标
1.回顾等式的性质.
2.理解不等式的概念,掌握不等式的性质.
3.会比较两个数(式)的大小.
基础知识
1.比较实数的大小
(1)文字叙述:如果a-b是正数,那么a b;如果a-b等于0,那么a b;如果a-b是负数,那么a b.反过来也成立;
(2)符号表示:a-b>0⇔a b;a-b=0⇔a b;a-b<0⇔a b.
2.等式的基本性质
(1)对称性:如果a=b,那么b=a;
(2)传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
(3)可加性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的基本性质
(1)对称性:a>b⇔b<a;
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;
(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c b+d;
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac bc;a>b,c<0⇒ac bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(5)可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2);
(6)可开方性:a>b>0⇒> (n∈N,n≥2).
课前自测
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)a=b⇔ac=bc.( )
(2)若>1,则a>b.( )
(3)若a>b,则ac2>bc2.( )
(4)两个实数a,b之间,有且只有a>b,a=b,a<b三种关系中的一种.( )
2.(多选)下面结论不正确的有( ).
A.若>1,则b>a
B.若a>b,则a2>b2
C.若a>b,c<d,则a-c>b-d
D.若a>b,c>d,则ac>bd
3.设a,b,c∈R,且a>b,则下列不等式成立的是( )
A.< B.ac>bc
C.a2>b2 D.a+c>b+c
4.比较两数的大小:+ +.
5.已知-1<a<2,-3<b<5,则a-b的取值范围为 .
常用结论
1.倒数性质:(1)a>b,ab>0⇒<;(2)a<0<b⇒<;(3)a>b>0,d>c>0⇒>.
2.分数性质:若a>b>0,m>0,则(1)真分数性质:<;>(b-m>0);(2)假分数性质:>;<(b-m>0).
结论运用
(多选)下列命题中正确的是( )
A.若a<b,则ac2<bc2 B.若b>a>0,则>
C.若a>b,c>d,则a-c>b-d D.若ab<0,a>b,则>
聚焦考点 课堂演练
考点1 比较两个数(式)的大小
【典例1】 (1)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
(2)若a=,b=,则a b(填“>”或“<”).
方法技巧
比较大小的常用方法
(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④得出结论.
(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④得出结论.
跟踪训练
若a<0,b<0,则p=+与q=a+b的大小关系为( )
A.p≥q B.p≤q
C.p>q D.p<q
考点2 不等式的基本性质
【典例2】(多选)若a>0>b>-a,c<d<0,则下列结论正确的是( )
A.ad>bc B.+<0
C.a-c>b-d D.a(d-c)>b(d-c)
方法技巧
利用不等式的性质判断不等式的方法
(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)特殊值法:注意取值一定要遵循三个原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是所取的值要有代表性.
跟踪训练
(多选)已知a,b∈R,则下列选项中能使<成立的是( )
A.b>a>0 B.a>b>0
C.b<0<a D.b<a<0
考点3 不等式性质的应用
【典例3】 (必修第一册第43页5题改编)已知2<a<3,-1<b<5,则a+2b的取值范围是 ,ab的取值范围是 .
变式
若本例条件变为1<a+b<3,0<a-b<2,则a+2b的取值范围是 .
方法技巧
利用不等式性质可以求某些代数式的范围,但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的范围.解决的途径是先确立所求范围的整体与已知范围的整体的数量关系,最后通过“一次性”不等关系运算求解.
跟踪训练
已知a>b>c,2a+b+c=0,则的取值范围是 .
课后分层跟踪巩固
基础达标 A
1.已知a+b<0,且a>0,则( )
A.a2<-ab<b2 B.b2<-ab<a2
C.a2<b2<-ab D.-ab<b2<a2
2.已知a>0,b>0,设m=a-2+2,n=2-b,则( )
A.m>n B.m≥n
C.m≤n D.m<n
3.若a,b∈R,且a>|b|,则( )
A.a<-b B.a2<b2
C.a>b D.>
4.(2024·襄阳一模)在开山工程爆破时,已知导火索燃烧的速度是每秒0.5厘米,人跑开的速度为每秒4米,距离爆破点150米以外(含150米)为安全区.为了使导火索燃尽时人能够跑到安全区,导火索的长度x(单位:厘米)应满足的不等式为( )
A.4×<150 B.4×≥150
C.4×≤150 D.4×>150
5.(多选)设a>b>1,c<0,则下列结论正确的是( )
A.>
B.ac<bc
C.a(b-c)>b(a-c)
D.>
6.(多选)下列命题为真命题的是( )
A.若a>b,c>d,则a+c>b+d
B.若a>b,c>d,则ac>bd
C.若a>b,则>
D.若a<b<0,c<0,则<
7. (填“>”“<”或“=”).
8.已知a,b为实数,且a≠b,a<0,则a 2b-(填“>”“<”或“=”).
9.已知a,b∈R,给出下面三个论断:①a>b;②<;③a<0且b<0.以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题: .
10.已知6<a<60,15<b<18,求a-b,的取值范围.
综合应用 B
巩固
11.已知实数a,b,c满足b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,则a,b,c的大小关系为( )
A.b≤c<a B.a<b≤c
C.b<c<a D.b<a<c
12.若a>0,b>0,则p=(ab与q=abba的大小关系是( )
A.p≥q B.p≤q
C.p>q D.p<q
13.已知-1<x-y<4,2<x+y<3,则3x+2y的取值范围为 .
14.(1)已知a+b>0,试比较+与+的大小;
(2)若bc-ad≥0,bd>0,求证:≤.
15.若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0;
(2)求证:<;
(3)在(2)的不等式中,能否找到一个代数式,满足<所求式<?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
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第三节 等式性质与不等式性质
课程目标
1.回顾等式的性质.
2.理解不等式的概念,掌握不等式的性质.
3.会比较两个数(式)的大小.
基础知识
1.比较实数的大小
(1)文字叙述:如果a-b是正数,那么a > b;如果a-b等于0,那么a = b;如果a-b是负数,那么a < b.反过来也成立;
(2)符号表示:a-b>0⇔a > b;a-b=0⇔a = b;a-b<0⇔a < b.
2.等式的基本性质
(1)对称性:如果a=b,那么b=a;
(2)传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
(3)可加性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的基本性质
(1)对称性:a>b⇔b<a;
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;
(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c > b+d;
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac > bc;a>b,c<0⇒ac < bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(5)可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2);
(6)可开方性:a>b>0⇒> (n∈N,n≥2).
课前自测
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)a=b⇔ac=bc.( × )
(2)若>1,则a>b.( × )
(3)若a>b,则ac2>bc2.( × )
(4)两个实数a,b之间,有且只有a>b,a=b,a<b三种关系中的一种.( √ )
2.(多选)下面结论不正确的有( ).
A.若>1,则b>a
B.若a>b,则a2>b2
C.若a>b,c<d,则a-c>b-d
D.若a>b,c>d,则ac>bd
答案 ABD
3.设a,b,c∈R,且a>b,则下列不等式成立的是( )
A..< Bac>bc
C.a2>b2 D.a+c>b+c
解析:D 对于选项A,当c≤0时,不等式ac>bc不成立,故A不正确.对于选项B,当a>0,b<0时,不等式<不成立,故B不正确.对于选项C,当a=-1,b=-2时,不等式a2>b2不成立,故C不正确.选项D正确,
故选D.
4.比较两数的大小:+ > +.
解析:因为(+)2=17+2,(+)2=17+2,所以(+)2>(+)2,所以+>+.
5.已知-1<a<2,-3<b<5,则a-b的取值范围为 (-6,5) .
解析:∵-3<b<5,∴-5<-b<3,又-1<a<2,∴-6<a-b<5.
常用结论
1.倒数性质:(1)a>b,ab>0⇒<;(2)a<0<b⇒<;(3)a>b>0,d>c>0⇒>.
2.分数性质:若a>b>0,m>0,则(1)真分数性质:<;>(b-m>0);(2)假分数性质:>;
<(b-m>0).
结论运用
(多选)下列命题中正确的是( )
A.若a<b,则ac2<bc2
B.若b>a>0,则>
C.若a>b,c>d,则a-c>b-d
D.若ab<0,a>b,则>
解析:BD A中,当c=0时不成立,故A不正确;B中,由真分数性质知B正确;C中,因为a>b,(-c)<(-d),不满足不等式的同向可加性,故C不正确;D中,因为ab<0,所以a,b异号,所以当a>b时a>0且b<0,>,故D正确.综上可知B、D正确.
聚焦考点 课堂演练
考点1 比较两个数(式)的大小
【例1】 (1)已知0<a<,且M=+,N=+,则M,N的大小关系是( A )
A.M>N B.M=N
C.M<N D.不能确定
(2)若a=,b=,则a < b(填“>”或“<”).
解析:(1)∵0<a<,∴1+a>0,1+b>0,1-ab>0.∴M-N=+=>0,∴M>N.故选A.
(2)易知a,b都是正数,==log89>1,所以b>a.
方法技巧
比较大小的常用方法
(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④得出结论.
(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④得出结论.
跟踪训练
若a<0,b<0,则p=+与q=a+b的大小关系为( )
A.p≥q B.p≤q
C.p>q D.p<q
解析:B p-q=+-a-b=+=(b2-a2)·(-)==,∵a<0,b<0,∴a+b<0,ab>0.若a=b,则p-q=0,故p=q;若a≠b,则p-q<0,故p<q.综上,p≤q.故选B.
考点2 不等式的基本性质
【例2】(多选)若a>0>b>-a,c<d<0,则下列结论正确的是( )
A.ad>bc B.+<0
C.a-c>b-d D.a(d-c)>b(d-c)
解析:BCD 因为a>0>b,c<d<0,所以ad<0,bc>0,所以ad<bc,故A错误;因为0>b>-a,所以a>-b>0,因为c<d<0,所以-c>-d>0,所以a(-c)>(-b)(-d),所以ac+bd<0,cd>0,所以=+<0,故B正确;因为c<d,所以-c>-d,因为a>b,所以a+(-c)>b+(-d),即a-c>b-d,故C正确;因为a>0>b,d-c>0,所以a(d-c)>b(d-c),故D正确.
方法技巧
利用不等式的性质判断不等式的方法
(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)特殊值法:注意取值一定要遵循三个原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是所取的值要有代表性.
跟踪训练
(多选)已知a,b∈R,则下列选项中能使<成立的是( )
A.b>a>0 B.a>b>0
C.b<0<a D.b<a<0
解析:BD 对于A,由b>a>0可得>>0,A错误;对于B,由a>b>0可得>>0,B正确;对于C,由b<0<a可得>0>,C错误;对于D,由b<a<0可得0>>,D正确.故选B、D.
考点3 不等式性质的应用
【例3】 (必修第一册第43页5题改编)已知2<a<3,-1<b<5,则a+2b的取值范围是 (0,13) ,ab的取值范围是 (-3,15) .
解析:∵2<a<3,-1<b<5,∴-2<2b<10,∴0<a+2b<13,当-1<b<0时,0<-b<1,∴0<-ab<3,则-3<ab<0,当0<b<5时,0<ab<15,当b=0时,ab=0,综上,-3<ab<15.
变式
若本例条件变为1<a+b<3,0<a-b<2,则a+2b的取值范围是 (,) .
解析:设a+2b=x(a+b)+y(a-b),则a+2b=(x+y)a+(x-y)b,即解得即a+2b=(a+b)-(a-b),由1<a+b<3,则<(a+b)<,由0<a-b<2,则-2<-(a-b)<0,-1<-(a-b)<0,故<(a+b)-(a-b)<.
方法技巧
利用不等式性质可以求某些代数式的范围,但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的范围.解决的途径是先确立所求范围的整体与已知范围的整体的数量关系,最后通过“一次性”不等关系运算求解.
跟踪训练
已知a>b>c,2a+b+c=0,则的取值范围是 (-3,-1) .
解析:因为a>b>c,2a+b+c=0,所以a>0,c<0,b=-2a-c,因为a>b>c,所以-2a-c<a,即3a>-c,解得>-3,将b=-2a-c代入b>c中,得-2a-c>c,即a<-c,得<-1,所以-3<<-1.
第3节 等式性质与不等式性质
课后分层跟踪巩固
基础达标 A
1.已知a+b<0,且a>0,则( )
A.a2<-ab<b2 B.b2<-ab<a2
C.a2<b2<-ab D.-ab<b2<a2
解析:A 法一 由a+b<0,且a>0可得b<0,且a<-b.因为a2-(-ab)=a(a+b)<0,所以0<a2<-ab.又因为0<a<-b,所以0<-ab<(-b)2,所以0<a2<-ab<b2,故选A.
法二 令a=1,b=-2,则a2=1,-ab=2,b2=4,从而a2<-ab<b2,故选A.
2.已知a>0,b>0,设m=a-2+2,n=2-b,则( )
A.m>n B.m≥n
C.m≤n D.m<n
解析:B 由题意可知,m-n=a-2+2-2+b=(-1)2+(-1)2≥0,当且仅当a=b=1时,等号成立,即m≥n,故选B.
3.若a,b∈R,且a>|b|,则( )
A.a<-b B.a2<b2
C.a>b D.>
解析:C 由a>|b|得,当b≥0时,a>b,当b<0时,a>-b,综上可知,当a>|b|时,则a>b成立,故选C.
4.(2024·襄阳一模)在开山工程爆破时,已知导火索燃烧的速度是每秒0.5厘米,人跑开的速度为每秒4米,距离爆破点150米以外(含150米)为安全区.为了使导火索燃尽时人能够跑到安全区,导火索的长度x(单位:厘米)应满足的不等式为( )
A.4×<150 B.4×≥150
C.4×≤150 D.4×>150
解析:B 由题意知导火索燃烧的时间为秒,人在此时间内跑的路程为(4×)米,由题意可得4×≥150,故选B.
5.(多选)设a>b>1,c<0,则下列结论正确的是( )
A.>
B.ac<bc
C.a(b-c)>b(a-c)
D.>
解析:ABC 对于A,∵a>b>1,c<0,∴-=>0,∴>,故A正确;对于B,∵a>b>1,c<0,∴ac<bc,故B正确;对于C,∵a>b>1,∴a(b-c)-b(a-c)=ab-ac-ab+bc=-c(a-b)>0,∴a(b-c)>b(a-c),故C正确;对于D,∵<0,a>b>1,∴<,故D错误.
6.(多选)下列命题为真命题的是( )
A.若a>b,c>d,则a+c>b+d
B.若a>b,c>d,则ac>bd
C.若a>b,则>
D.若a<b<0,c<0,则<
解析:AD 对于A,由不等式的性质可知同向不等式相加,不等号方向不变,故正确.对于B,当a=-1,b=-2,c=2,d=1时,ac=bd,故错误.对于C,当c<0时,<,故错误.对于D,-=,因为b-a>0,c<0,ab>0,所以-<0,即<,故正确.故选A、D.
7. < (填“>”“<”或“=”).
解析:分母有理化有=+2,=+,显然+2<+,所以<.
8.已知a,b为实数,且a≠b,a<0,则a < 2b-(填“>”“<”或“=”).
解析:因为a≠b,a<0,所以a-(2b-)=<0,所以a<2b-.
9.已知a,b∈R,给出下面三个论断:①a>b;②<;③a<0且b<0.以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题: 若a>b,a<0且b<0,则<(答案不唯一) .
解析:若a>b,a<0且b<0,则<,证明:-=,∵a>b,∴b-a<0.∵a<0,b<0,∴ab>0,则-=<0,故<.
10.已知6<a<60,15<b<18,求a-b,的取值范围.
解:因为6<a<60,15<b<18,
所以-18<-b<-15,
所以-12<a-b<45.
又<<,则<<,
即<<4.
因为=+1,所以<<5.
综合应用 B
巩固
11.已知实数a,b,c满足b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,则a,b,c的大小关系为( )
A.b≤c<a B.a<b≤c
C.b<c<a D.b<a<c
解析:B ∵c-b=4-4a+a2=(a-2)2≥0,∴c≥b,又∵b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,两式相减得2b=2+2a2,即b=1+a2,∴b-a=a2+1-a=(a-)2+>0,∴b>a,∴a<b≤c.
12.若a>0,b>0,则p=(ab与q=abba的大小关系是( )
A.p≥q B.p≤q
C.p>q D.p<q
解析:A ===(,若a>b>0,则>1,a-b>0,∴>1;若0<a<b,则0<<1,a-b<0,∴>1,若a=b,则=1,∴p≥q.故选A.
13.已知-1<x-y<4,2<x+y<3,则3x+2y的取值范围为 (,) .
解析:设3x+2y=λ(x-y)+μ(x+y),即3x+2y=(λ+μ)x+(μ-λ)y,于是解得∴3x+2y=(x-y)+(x+y).∵-1<x-y<4,2<x+y<3,∴-<(x-y)<2,5<(x+y)<,∴<(x-y)+(x+y)<.故3x+2y的取值范围是(,).
14.(1)已知a+b>0,试比较+与+的大小;
(2)若bc-ad≥0,bd>0,求证:≤.
解:(1)+-(+)=+
=(a-b)·(-)=.
∵a+b>0,(a-b)2≥0,∴≥0.
∴+≥+.
(2)证明:∵bc≥ad,>0,∴≥,
∴+1≥+1,∴≤.
15.若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0;
(2)求证:<;
(3)在(2)的不等式中,能否找到一个代数式,满足<所求式<?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
解:(1)证明:因为|b|>|c|,且b>0,c<0,所以b>-c,所以b+c>0.
(2)证明:因为c<d<0,所以-c>-d>0.
又a>b>0,所以由同向不等式的可加性可得a-c>b-d>0,
所以(a-c)2>(b-d)2>0,
所以0<<. ①
因为a>b,d>c,所以由同向不等式的可加性可得a+d>b+c,
所以a+d>b+c>0. ②
①②相乘得<.
(3)由(2)知:a+d>b+c>0,0<<,<,
所以<<或<<.
所以,均为所求代数式.(只要写出一个即可
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