内容正文:
2.1.1 等式与不等式
课程标准
学习目标
(1)梳理等式的性质, 理解不等式的概念, 掌握不等式的性质。
(1)掌握不等式的性质,并会利用;
(2)掌握利用作差或作商法比较两数或两式大小;
(3)掌握证明不等式的技巧.(难点)
知识点01 关于两数大小的基本事实
如果,那么;如果,那么;如果,那么.
【即学即练1】比较与的大小.
知识点02 不等式的性质
(1) 传递性:;
(2) 加法法则:;
(3) 乘法法则:;
(4) 倒数法则:;
(5) 乘方法则:.
【即学即练2】已知且,则 ( )
A、 B、
C、 D、
【题型一:由已知条件判断所给不等式是否正确】
例1.根据条件:a,b,c满足,且,有如下推理:①
② ③ ④其中正确的是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
变式1-1.已知且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
变式1-2.若,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
变式1-3.若,且,则( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
利用不等式的性质求解,若是选择题,也可采取排除法,即通过举反例进行否定.
【题型二:比较两个数的大小】
例2.设,,,则的大小顺序是( )
A. B. C. D.
变式2-1.设,,则 (填入“>”或“<”).
变式2-2.设,,,则P,Q,R的大小顺序是( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
比较带有根号的两个数的大小,思考方向主要是分析法,把带有根号的数值通过平方转化为不带根号的数值比较大小.
【题型三:作差法比较代数式的大小】
例3.实数,,满足且,则下列关系式成立的是( )
A. B. C. D.
变式3-1.下列不等式中成立的是( )
A.,则 B.,则
C.,则 D.,则
变式3-2.已知实数a,b,c满足,且,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
变式3-3.某人分两次购买同一种物品,因价格有变动,两次购买时物品的单价分别为,且.若他每次购买数量一定,其平均价格为;若他每次购买的费用一定,其平均价格为,则( )
A. B.
C. D.,不能比较大小
【方法技巧与总结】
1 如果,那么;如果,那么;如果,那么.
2 比较两个式子,b大小,可采取作差法,判断与的大小比较.
【题型四:作商法比较代数式的大小】
例4.甲、乙两人同时从寝室到教室,甲一半路程步行,一半路程跑步,乙一半时间步行,一半时间跑步,如果两人步行速度、跑步速度均相同,试判断谁先到教室?
变式4-1.已知c>1,且x=-,y=-,则x,y之间的大小关系是( )
A.x>y B.x=y
C.x<y D.x,y的关系随c而定
变式4-2.设,,则( ).
A. B. C. D.
变式4-3.设,试比较与的大小.
【方法技巧与总结】
1 如果,且,那么;如果,那么;如果,且,那么.
2 比较两个式子,b大小,可采取作商法,判断与的大小比较,但此时要注意的正负;
3 往往式子是幂的形式,常用作商法.
【题型五:利用不等式求值或取值范围】
例5.(多选)十六世纪中叶,英国数学教育家雷科德在《砺智石》一书中首先把“”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“”和“”符号,并逐渐被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.已知,则下列结果正确的有( )
A. B.
C. D.
变式5-1.已知,,则的取值范围是 .
变式5-2.若实数x,y满足1≤xy2≤4,3≤x2y≤5,则xy5的取值范围是 .
变式5-3.(多选)已知实数x,y满足,,则( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
1 利用不等式求值或取值范围,要注意严谨地不等式性质,不能想当然;
2 若,,则,但和是不对的.
【题型六:证明不等式】
例6.证明下列不等式:
(1)若,求证:;
(2)若,,,求证:.
变式6-1.已知函数.若,,且,求证:.
变式6-2.设,,.
(1)证明:;
(2)若,证明.
变式6-3.已知克糖水中含有克糖,再添加克糖(假设全部溶解),糖水变甜了.
(1)请将这一事实表示为一个不等式,并证明这个不等式成立;
(2)在锐角中,根据(1)中的结论,证明:.
【方法技巧与总结】
不等式的证明主要思路包括直接使用不等式的性质、作差法、作商法,也可利用分析法先把要证明的不等式转化为较为简单的不等式形式.
一、单选题
1.若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
2.如果,,那么下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
3.若,那么下列不等式一定不成立的是( )
A. B. C. D.
4.若、为实数,则“”是“或”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
5.设,且,则此四个数中最大的是( )
A. B. C. D.
6.设,已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
7.同学们在生活中都有过陪同爸爸妈妈去加油站加油的经历,小明发现一个有趣的现象:爸爸和妈妈加油习惯有所不同.爸爸每次加油都说“师傅,给我加300元的油”,而妈妈则说“师傅帮我把油箱加满”这个时候小明若有所思,如果爸爸、妈妈加油两次,第一次加油汽油单价为x元/升,第二次加油汽油单价是y元/升,妈妈每次加满油箱,需加油a升,我们规定谁的平均单价低谁就合算,请问爸爸、妈妈谁更合算呢?( )
A.爸爸 B.妈妈 C.一样 D.不确定
8.已知为三个非负实数,且满足,若,则u的最大值与最小值之和为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.若,则下列命题错误的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
10.已知实数,,满足且,则( )
A. B.
C. D.
11.已知,则下列结果正确的有( )
A. B.
C. D.
三、填空题
12.如果,,那么,,从小到大的顺序是
13.设,且,则与的大小关系是 .
14.记表示x,y,z中最小的数.设,,则的最大值为 .
四、解答题
15.(1)已知,且,证明:.
(2)证明:.
16.已知为正实数.求证:.
17.已知三个不等式:①a,b,x均为正数 ② ③
请你以其中两个作为条件,余下一个为结论组成一个不等式命题,并判断其真假,若真请给出证明,若假请举出反例说明.
18.已知,求证:的充要条件是.
19.设是不小于1的实数.若对任意,总存在,使得,则称这样的满足“性质1”
(1)分别判断和时是否满足“性质1”;
(2)先证明:若,且,则; 并由此证明当时,对任意,总存在,使得.
(3)求出所有满足“性质1”的实数t
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2.1.1 等式与不等式
课程标准
学习目标
(1)梳理等式的性质, 理解不等式的概念, 掌握不等式的性质。
(1)掌握不等式的性质,并会利用;
(2)掌握利用作差或作商法比较两数或两式大小;
(3)掌握证明不等式的技巧.(难点)
知识点01 关于两数大小的基本事实
如果,那么;如果,那么;如果,那么.
【即学即练1】比较与的大小.
解析 ,
.
知识点02 不等式的性质
(1) 传递性:;
(2) 加法法则:;
(3) 乘法法则:;
(4) 倒数法则:;
(5) 乘方法则:.
【即学即练2】已知且,则 ( )
A、 B、
C、 D、
解析 且,,
,,又,,
,,又, ,
成立,故选.
【题型一:由已知条件判断所给不等式是否正确】
例1.根据条件:a,b,c满足,且,有如下推理:① ② ③ ④其中正确的是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】B
【分析】由,且得c<0,a<0,再根据不等式的性质对每个推理项判断即可.
【详解】由,因为,所以,
对于b的值可正可负也可为0,
因为,而,所以,所以①错误;
因为,,从而,所以②错误;
因为,当时,,
当时,由,所以③正确;
因为,,④正确;
综上可知,③④正确.
故选:B.
变式1-1.已知且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的基本性质判断AD;举例说明即可判断BC.
【详解】A:当时,,故A错误;
B:当时,满足,但不成立,故B错误;
C:当时,,故C错误;
D:由,得,故D正确.
故选:D
变式1-2.若,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用不等式的性质或反例可得选项.
【详解】因为,所以,D正确;
当时,满足,但是,A,C不正确;
当时,满足,但是,B不正确;
故选:D
变式1-3.若,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】举反例即可求解ABC,根据不等式的性质即可求解D.
【详解】由于,取,,,无法得到,,故AB错误,
取,则,无法得到,C错误,
由于,则,所以,
故选:D
【方法技巧与总结】
利用不等式的性质求解,若是选择题,也可采取排除法,即通过举反例进行否定.
【题型二:比较两个数的大小】
例2.设,,,则的大小顺序是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】对作差可求出,再对作差可求出,即可得出答案.
【详解】解:,
因为,,
而,所以,所以,
,
而,,,
而,所以,
综上,.
故选:D.
变式2-1.设,,则 (填入“>”或“<”).
【答案】
【分析】由均大于0,可用作商法,再化简后与1作大小比较,即可得出答案.
【详解】∵,即.
又,
.
故答案为:>.
变式2-2.设,,,则P,Q,R的大小顺序是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】对作差可求出,再对作差可求出,即可得出答案.
【详解】解:,
,
,
而,,
而,
,即,
综上,.
故选:B.
【方法技巧与总结】
比较带有根号的两个数的大小,思考方向主要是分析法,把带有根号的数值通过平方转化为不带根号的数值比较大小.
【题型三:作差法比较代数式的大小】
例3.实数,,满足且,则下列关系式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据,变形为比较c,b,根据,变形为,再与b作差比较.
【详解】因为,
所以,
所以,
因为,
所以,
所以,
所以,
所以
故选:A
【点睛】本题主要考查数的大小比较以及不等式的基本性质,还考查了转化求解问题的能力,属于中档题.
变式3-1.下列不等式中成立的是( )
A.,则 B.,则
C.,则 D.,则
【答案】B
【分析】利用作差法可求得A错误,B正确,D错误,取特殊值可证明C错误,可得结论.
【详解】对于A,易知,
又,所以,,所以,即,A错误;
对于B,,
又,可得,所以,即,可得B正确;
对于C,当时,不成立,即C错误;
对于D,易知,又,所以,即,
可得,因此D错误.
故选:B
变式3-2.已知实数a,b,c满足,且,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将变形得到得到大小关系,对变形得到得到大小关系,从而得到答案.
【详解】因为,所以.
因为,所以.
故选:B.
变式3-3.某人分两次购买同一种物品,因价格有变动,两次购买时物品的单价分别为,且.若他每次购买数量一定,其平均价格为;若他每次购买的费用一定,其平均价格为,则( )
A. B.
C. D.,不能比较大小
【答案】B
【分析】根据条件分别计算出,作差比较大小即可.
【详解】假设每次购买这种物品的数量为m,
则平均价格;
假设每次购买这种物品所花的钱为,
则第一次购得该物品的数量为,第二次购得该物品的数量为,
则平均价格,
则,
所以,
故选:B.
【方法技巧与总结】
1 如果,那么;如果,那么;如果,那么.
2 比较两个式子,b大小,可采取作差法,判断与的大小比较.
【题型四:作商法比较代数式的大小】
例4.甲、乙两人同时从寝室到教室,甲一半路程步行,一半路程跑步,乙一半时间步行,一半时间跑步,如果两人步行速度、跑步速度均相同,试判断谁先到教室?
【答案】乙先到教室
【分析】设出从寝室到教室的路程,甲、乙两人的步行速度和跑步速度,分别表示出甲、乙两人到达教室所用时间,利用作商与1比较大小,即可判断谁先到教室.
【详解】设从寝室到教室的路程为s,甲、乙两人的步行速度为,跑步的速度为,且
甲所用的时间,
乙所用的时间满足:
则
所以
因为
所以,即乙先到教室
【点睛】本题考查了不等式比较大小在实际问题中的应用,注意选择好最后判断的依据,属于中档题.
变式4-1.已知c>1,且x=-,y=-,则x,y之间的大小关系是( )
A.x>y B.x=y
C.x<y D.x,y的关系随c而定
【答案】C
【分析】应用作商法比较的大小关系即可.
【详解】由题设,易知x,y>0,又,
∴x<y.
故选:C.
变式4-2.设,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先配方判断、均大于零,然后作商即可比较大小.
【详解】,
,
则
.
故,当且仅当时,取等号,
故选:D
【点睛】本题考查了作商法比较两个式子的大小,属于基础题.
变式4-3.设,试比较与的大小.
【答案】当时两者相等;当时.
【分析】分成、,三种情况进行分类讨论,结合商比较法,判断出两者的大小关系.
【详解】依题意,,
当时,;
当时,:
当时,,所以;
当时,,所以.
故当时,,即.
【点睛】本小题主要考查商比较法比较大小,属于基础题.
【方法技巧与总结】
1 如果,且,那么;如果,那么;如果,且,那么.
2 比较两个式子,b大小,可采取作商法,判断与的大小比较,但此时要注意的正负;
3 往往式子是幂的形式,常用作商法.
【题型五:利用不等式求值或取值范围】
例5.(多选)十六世纪中叶,英国数学教育家雷科德在《砺智石》一书中首先把“”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“”和“”符号,并逐渐被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.已知,则下列结果正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】利用不等式的基本性质求解.
【详解】对于A中,由,可得,由不等式的性质,可得A正确;
对于B中,由,根据不等式的性质,可得正确;
对于C中,由,可得C错误;
对于D中,由,可得D错误.
故选:AB.
变式5-1.已知,,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据不等式的性质可得.
【详解】解:∵,∴,
∵,∴.
故答案为:.
变式5-2.若实数x,y满足1≤xy2≤4,3≤x2y≤5,则xy5的取值范围是 .
【答案】[,]
【详解】
因为(xy2)3∈[1,64],∈[,],所以xy5=(xy2)3·∈[,].
变式5-3.(多选)已知实数x,y满足,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】由不等式的性质直接求解.
【详解】因为,,则,,故A、C正确;
由题,故,B错误;
,则,故,D正确;
故选:ACD.
【方法技巧与总结】
1 利用不等式求值或取值范围,要注意严谨地不等式性质,不能想当然;
2 若,,则,但和是不对的.
【题型六:证明不等式】
例6.证明下列不等式:
(1)若,求证:;
(2)若,,,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】根据作出比较法,准确化简、运算,即可求解.
【详解】(1)证明:因为,
又因为,所以,所以.
(2)证明:由
,
因为,,
所以,,,,
所以,.
因为,所以
又因为,
所以,即.
变式6-1.已知函数.若,,且,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用分析法,要证,只需证,再作差证明即可.
【详解】∵,,且,
∴要证,
只需证,
只需证,
而显然成立,
从而原不等式成立.
变式6-2.设,,.
(1)证明:;
(2)若,证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据表示出,结合的符号可证结论;
(2)利用作差比较法得,进而可证结论.
【详解】(1)证明:∵,
∴.
a,b,c不同时为,则,∴;
(2).
∵,取等号的条件为,
而,∴等号无法取得,即,
又,∴,∴.
变式6-3.已知克糖水中含有克糖,再添加克糖(假设全部溶解),糖水变甜了.
(1)请将这一事实表示为一个不等式,并证明这个不等式成立;
(2)在锐角中,根据(1)中的结论,证明:.
【答案】(1)若,则;证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)用作差比较法即可;
(2)结合(1)的结论即可证明.
【详解】(1)若,则.
证明:.
因为,所以,又,故,
因此.
(2)在锐角三角形中,由(1)得,
同理,
.
以上式子相加得.
【方法技巧与总结】
不等式的证明主要思路包括直接使用不等式的性质、作差法、作商法,也可利用分析法先把要证明的不等式转化为较为简单的不等式形式.
一、单选题
1.若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用特殊值判断A、B、C,根据不等式的性质判断D.
【详解】对于A,当,时,满足,但是,故A错误;
对于B,当,时,满足,但是,故B错误;
对于C,当,时,满足,但是,故C错误;
对于D,因为,所以,即,故D正确.
故选:D
2.如果,,那么下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】通过观察三个数的特征可知最大,再利用作差法判断即可得出结果.
【详解】由选项可知,仅需要比较三个数的大小,
显然, ,所以最大,
由可得,,
所以,即
可得.
故选:D
3.若,那么下列不等式一定不成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用作差法判断AD,利用不等式的性质判断BC.
【详解】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,因为,所以,故B错误;
对于C,因为,,,所以,
因为,,所以,所以,故C正确;
对于D,,故D正确.
故选:B
4.若、为实数,则“”是“或”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
【答案】A
【分析】利用不等式的基本性质、特殊值法结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.
【详解】若,若,则,此时有,
若,则,此时有,
所以,若,则“或”,
即“”“或”;
若“或”,若,不妨取,,则;
若,不妨取,,则.
所以,“”“或”.
因此,“”是“或”的充分不必要条件.
故选:A.
5.设,且,则此四个数中最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由不等式性质得,将代入判断大小,应用作差法比较大小.
【详解】由且,
由且,
由,即,
综上,,故最大是.
故选:A
6.设,已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】作差即可判断.
【详解】时,,
,
故.
故选:B.
7.同学们在生活中都有过陪同爸爸妈妈去加油站加油的经历,小明发现一个有趣的现象:爸爸和妈妈加油习惯有所不同.爸爸每次加油都说“师傅,给我加300元的油”,而妈妈则说“师傅帮我把油箱加满”这个时候小明若有所思,如果爸爸、妈妈加油两次,第一次加油汽油单价为x元/升,第二次加油汽油单价是y元/升,妈妈每次加满油箱,需加油a升,我们规定谁的平均单价低谁就合算,请问爸爸、妈妈谁更合算呢?( )
A.爸爸 B.妈妈 C.一样 D.不确定
【答案】A
【分析】由题意,先计算爸爸和妈妈两次加油的平均单价,再作差法比较大小,即得解
【详解】由题意,妈妈两次加油共需付款元,爸爸两次能加升油
设爸爸两次加油的平均单价为元/升,妈妈两次加油的平均单价为元/升
则,且
所以爸爸的加油方式更合算
故选:A
8.已知为三个非负实数,且满足,若,则u的最大值与最小值之和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题知,,进而结合题意得,,再求得的最大小值后再求和即可得答案.
【详解】解:因为,
所以,,
所以,,
因为为三个非负实数,
所以,且,即,
所以,即,
所以,u的最大值为,最小值为,
所以,u的最大值与最小值之和为.
故选:A
二、多选题
9.若,则下列命题错误的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】ABC
【分析】根据题意,举出反例即可判断ABC,由作差法即可判断D
【详解】令,满足,但是,故A错误;
令,满足,但是,故B错误;
令,满足,但是,故C错误;
因为,所以,故D正确;
故选:ABC
10.已知实数,,满足且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】AC选项,作差法比较大小;B选项,举出反例;D选项,变形后,作差法比较大小.
【详解】因为且,所以,
A选项,,故,A正确;
B选项,不妨设,此时满足且,但,B错误;
C选项,因为且,所以,
,
所以,C正确;
D选项,
,
因为,所以,
故,D正确.
故选:ACD
11.已知,则下列结果正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据题意,利用不等式的基本性质,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,由,可得,由不等式的性质,可得,所以A正确;
对于B中,由,根据不等式的性质,可得,所以B正确;
对于C中,由,可得,所以,所以C错误;
对于D中,由,可得,所以D错误.
故选:AB.
三、填空题
12.如果,,那么,,从小到大的顺序是
【答案】
【分析】三个式子很明显都是负数,所以可通过作商和1比较判断大小。
【详解】因为三个式子很明显都是负数,所以,所以;
同理,所以。
综上:
故答案为:
【点睛】此题考查比较大小,一般可以考虑作差,作商等方法进行比较,属于简单题目。
13.设,且,则与的大小关系是 .
【答案】
【分析】作差即可比较大小.
【详解】,
由于,且,则,
故,
故答案为:
14.记表示x,y,z中最小的数.设,,则的最大值为 .
【答案】2
【分析】分是否大于进行讨论,由此即可简化表达式,若,则可以得到,并且存在,,使得,,同理时,我们可以证明,由此即可得解.
【详解】若,则,此时,
因为,所以和中至少有一个小于等于2,
所以,又当,时,,
所以的最大值为2.
若,则,此时,
因为,所以和中至少有一个小于2,
所以.
综上,的最大值为2.
故答案为:2.
【点睛】关键点点睛:关键是分是否大于进行讨论,结合不等式的性质即可顺利得解.
四、解答题
15.(1)已知,且,证明:.
(2)证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【分析】(1)利用不等式的性质证明即可;
(2)等价于证明+ +,对不等式两边同时平方后只需证明 ,再平方即可证明.
【详解】证明:(1)由,且,
所以,且
所以,所以 ,
即 ;所以 ,即 .
(2)要证,
只需证 ,
即证;
即证 ,
即证;即证,显然成立;
所以.
16.已知为正实数.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】根据题意,化简得到,结合不等式的性质,即可得证.
【详解】证明:因为,
又因为,所以,当且仅当时等号成立,
所以.
17.已知三个不等式:①a,b,x均为正数 ② ③
请你以其中两个作为条件,余下一个为结论组成一个不等式命题,并判断其真假,若真请给出证明,若假请举出反例说明.
【答案】答案见解析
【分析】结合不等式的性质即可证明.
【详解】方案一:条件:①② 结论:③
若a,b,x均为正数,且,则,真命题
证明:
∵a,b,x均为正数,
∴,
∴,即
方案二:条件①③ 结论:②
若a,b,x均为正数,且,则,真命题
证明:∵即化简得
又∵a,b,x均为正数
∴
∴即
方案三:条件②③ 结论:①
若,且,则a,b,x均为正数,假命题
例如:,,,满足且,但a,b,x并不全为正数.
三种方案选一种作答即可.
18.已知,求证:的充要条件是.
【答案】证明见解析
【分析】由不等式的性质及充要条件的含义证明.
【详解】证明:充分性(条件结论)
因为,所以,
又,所以,
所以充分性成立;
必要性(结论条件)
因为,
而,所以,
所以,所以必要性成立.
综上,的充要条件是.
19.设是不小于1的实数.若对任意,总存在,使得,则称这样的满足“性质1”
(1)分别判断和时是否满足“性质1”;
(2)先证明:若,且,则; 并由此证明当时,对任意,总存在,使得.
(3)求出所有满足“性质1”的实数t
【答案】(1)不满足性质1,不满足性质1.
(2)证明见详解
(3)
【分析】(1)分别举反例证明和时性质1不成立;
(2)先分别就,讨论证明若,且,则,再利用这个结论可得证;
(3)结合(2)的结论可得解.
【详解】(1)记,,
假如,则当时,对任意,均有,不满足要求;
假如,则当,时,对任意,均有,,
若,同正或同负,则,其余情况下总有,不满足要求.
(2)先来证明:若,且,则,同时该结论记为引理.
当时,,
当时,不妨设,则,又,所以.
所以若,且,则.
下面证当时,对任意,总存在,使得,
若,则取,此时,
其中,,且,
由引理可得,
若,则取,此时,
其中,,且,故由引理可得,
综上,当时,对任意,总存在,使得.
(3)当时,当时,可取,使得,理由如下:
当时,取,则;
当时,取,则,则,故,
同理,可取,使得,此时,
所以当时,对任意,总存在,使得.
结合(2)的结论可得,对任意,总存在,使得.
综上,所有满足性质1的实数.
【点睛】思路点睛:此题考查等式和不等式的新定义问题,属于难题.
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,分别举反例证明和时性质1不成立;
(3)分别就,分类讨论证明若,且,则,再利用这个结论证明当时,对任意,总存在,使得;再证明当时,对任意,总存在,使得,注意完备性.
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