内容正文:
第3讲 不等式的基本性质及区间
【考纲要求】
1.不等式的基本性质:掌握判断两个数(式)大小的“作差比较法”,了解不等式的基本性质。
2.区间:理解区间的概念。
1. 不等式的基本性质
(1)实数的大小 两个实数a,b,其大小关系有三种可能,即a>b,a=b,a<b.
依据
a>b⇔a-b>0.
a=b⇔a-b=0.
a<b⇔a-b<0
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
(2)不等式的基本性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
a>b,c>0⇒ac>bc
a>b,c<0⇒ac<bc
c的符号
5
同向可加性
a>b,c>d⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
a>b>0,c>d>0⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
8
取倒数
不可逆
2.区间
(1)区间的概念
设a,b是两个实数,且a<b,则有下表:
定义
名称
符号
数轴表示
{x|a≤x≤b}
闭区间
[a,b]
{x|a<x<b}
开区间
(a,b)
{x|a≤x<b}
半开半闭区间
[a,b)
{x|a<x≤b}
半开半闭区间
(a,b]
(2)实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”.如:
符号
[a,+∞)
(a,+∞)
(-∞,a]
(-∞,a)
集合
{x|x≥a}
x>a
{x|x≤a}
{x|x<a}
考点1 不等式的基本性质
例1:已知,下列式子不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】不等式的两边同乘以(或除以)同一个负数,不等式的符号要变号;不等式的两边同乘以同一个正数后再加上同一个正数,不等式的符号不变号.在选项D中,m的取值可能是正数,也可能是负数,还可能是0,因此不等式的符号不能确定.
变式1:若a>b,则下列不等式一定成立的是( )
A.2a>b+2 B.a+1>b+1 C.-a>-b D.|a| > |b|
【答案】B
【解析】∵a>b,∴a+1>b+1,故选B.
变式2:如果x<y,那么下列不等式正确的是( )
A.2x<2y B.-2x<-2y C.x-1>y-1 D.x+1>y+1
【答案】A
【解析】本题考查了不等式的性质,其中A项两边同乘以一个正数,不等号方向应该不变,所以正确,B项两边同时乘以一个负数,不等号方向应该改编,C、D两选项不等式两边同时加上或减去同一个数,不等号方向不变.
例2:已知a,b,c,d为实数,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】对于A,若,,,,不等式不成立;
对于B,取,,,,不等式不成立;
对于C,因为且,,所以由不等式的同项可加性,,不等式成立;
对于D,当,时,不等式不成立.
变式1:若,下列不等式中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对于A,,又,知:,但无法确定符号,错误;
对于B,,,故,正确;
对于C,由,知,即,正确;
对于D,由,有,正确;
变式2:如果,,那么下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】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.
例3:已知:a,b,c,d∈R,则下列命题中必成立的是( )
A.若a>b,c>b,则a>c B.若a>-b,则c-a<c+b
C.若a>b,c<d,则> D.若a2>b2,则-a<-b
【答案】B
【解析】选项A,若a=4,b=2,c=5,显然不成立,选项C不满足倒数不等式的条件,如a>b>0,c<0<d时,不成立;选项D只有a>b>0时才可以.否则如a=-1,b=0时不成立.
变式1::若abcd<0,且a>0,b>c,d<0,则( )
A.b<0,c<0 B.b>0,c>0 C.b>0,c<0 D.0<c<b或c<b<0
【答案】D
【解析】由a>0,d<0,且abcd<0,知bc>0,
又∵b>c,∴0<c<b或c<b<0.
变式2:下列结论中不正确的个数是( )
(1)若,则 (2)若,则
(3)若,则 (4)若,则
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【解析】对(1),当时,显然,故(1)错误;
对(2),若,满足,但,故(2)错误;
对(3),取,满足,但,故(3)错误;
对(4),取,满足,但,故(4)错误;则(1)(2)(3)(4)都不正确.
变式3:若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】对于A,当时,,故A错误;对于B,当时,,故B错误;对于C,,由,则,故C正确;对于D,当时,,则,故D错误.
变式4:若a,b,c为实数,且,,则下列不等关系一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】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)同一个负数,不等号方向改变,若,,则,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选项错误;
对于D选项,因为,,所以无法判断与大小,D选项错误.
考点2:实数比较大小
例1:已知则的大小关系为( )
A. B. C. D.无法判断
【答案】B
【解析】由题得,故选:B.
变式1:设,,则,的大小关系为 .
【答案】
【解析】,,,,、的大小关系为;故答案为:.
变式2:已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,,,故选:.
考点3:不等式性质应用
例1:设M=x2,N=-x-1,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M=N C.M<N D.与x有关
【答案】A
【解析】 M-N=x2+x+1=(x+)2+>0. ∴M>N.
变式:已知 ,那么 的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】,,.,,.
例2:比较 x2+3与2x 的大小;
【解析】(x2+3)-2x=x2-2x+3=2+2≥2>0,∴x2+3>2x.
变式1:若x≠-2且y≠1,则M=x2+y2+4x-2y的值与-5的大小关系是( )
A.M>-5 B.M<-5 C.M≥-5 D.M≤-5
【答案】A
【解析】M-(-5)=x2+y2+4x-2y+5=(x+2)2+(y-1)2,
∵x≠-2,y≠1,∴(x+2)2>0,(y-1)2>0,因此(x+2)2+(y-1)2>0.
故M>-5.
变式2:已知a,b为正数,且a≠b,比较a3+b3与a2b+ab2的大小.
【解析】(a3+b3)-(a2b+ab2)=a3+b3-a2b-ab2
=a2(a-b)-b2(a-b)=(a-b)(a2-b2)=(a-b)2(a+b),
∵a>0,b>0,且a≠b,∴(a-b)2>0,a+b>0.∴(a3+b3)-(a2b+ab2)>0,
即a3+b3>a2b+ab2.
例3:已知1<a<4,2<b<8.试求2a+3b与a-b的取值范围.
【解析】 ∵1<a<4,2<b<8, ∴2<2a<8,6<3b<24 ∴8<2a+3b<32.
∵2<b<8, ∴-8<-b<-2.
又∵1<a<4, ∴1+(-8)<a+(-b)<4+(-2),即-7<a-b<2.
故2a+3b的取值范围是(8,32),a-b的取值范围是(-7,2).
变式1:已知,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以,由,得.故选:A.
变式:2:已知1<a<4,2<b<8,求的取值范围.
【解析】∵2<b<8,∴<<,
而1<a<4, ∴1×<a·<4×,即<<2.
故的取值范围是(,2).
变式3:设α∈,β∈[,则2α-的范围是( )
A. B.[ [ C. D.(
【答案】D
【解析】 0<2α<π,0≤≤,
∴-≤-≤0,由同向不等式相加得到-<2α-<π.
例4:已知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, 即a-c>b-d>0,
∴0<<,又∵e<0, ∴>.
变式1:已知a>b,m>n,p>0,求证:n-ap<m-bp.
【证明】∵a>b,又p>0,∴ap>bp. ∴-ap<-bp,
又m>n,即n<m. ∴n-ap<m-bp.
变式2:若-1<a<b<0,试比较,,a2,b2的大小.
【解析】∵-1<a<b<0, ∴-a>-b>0, ∴a2>b2>0.
∵a<b<0, ∴a·<b·<0, 即0>>, ∴a2>b2>>.
考点4:区间的表示
例1:设集合,则 .
【答案】
【解析】由于,所以,故答案为:.
变式1:若全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意得,所以,故选:B.
变式2:已知,,则的范围是 .
【答案】
【解析】,,,故答案为:.
变式3:已知,,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】,,,,即的取值范围是,故答案为:.:
例2:已知集合,,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,且,所以,解得,即.
变式:已知集合,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,且,所以,解得,故,即.
例2:函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由可知,,解得,故的定义域为.
变式:已知,,且,则实数a的取值范围为 .
【答案】 ( , a]
【解析】因为,所以。故答案为: ( , a]
例3:已知集合,.
(1)若,求,;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);;(2)
【解析】解:(1)若,则,,则,.
(2)若,则,因为,,所以,解得.
变式:已知集合,.
(1)在①,②,③这三个条件中选择一个作为已知条件,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;(2).
【解析】(1)选择①,当时,,因为,所以;
选择②,当时,,因为,所以;
选择③.当时,,因为,所以.
(2)若,则,因为,,所以,解得,即的取值范围为.
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第3讲 不等式的基本性质及区间
【考纲要求】
1.不等式的基本性质:掌握判断两个数(式)大小的“作差比较法”,了解不等式的基本性质。
2.区间:理解区间的概念。
1. 不等式的基本性质
(1)实数的大小 两个实数a,b,其大小关系有三种可能,即a>b,a=b,a<b.
依据
a>b⇔a-b>0.
a=b⇔a-b=0.
a<b⇔a-b<0
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
(2)不等式的基本性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
a>b,c>0⇒ac>bc
a>b,c<0⇒ac<bc
c的符号
5
同向可加性
a>b,c>d⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
a>b>0,c>d>0⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
8
取倒数
不可逆
2.区间
(1)区间的概念
设a,b是两个实数,且a<b,则有下表:
定义
名称
符号
数轴表示
{x|a≤x≤b}
闭区间
[a,b]
{x|a<x<b}
开区间
(a,b)
{x|a≤x<b}
半开半闭区间
[a,b)
{x|a<x≤b}
半开半闭区间
(a,b]
(2)实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”.如:
符号
[a,+∞)
(a,+∞)
(-∞,a]
(-∞,a)
集合
{x|x≥a}
x>a
{x|x≤a}
{x|x<a}
考点1:不等式的基本性质
例1:已知,下列式子不一定成立的是( )
A. B. C. D.
变式1:若a>b,则下列不等式一定成立的是( )
A.2a>b+2 B.a+1>b+1 C.-a>-b D.|a| > |b|
变式2:如果x<y,那么下列不等式正确的是( )
A.2x<2y B.-2x<-2y C.x-1>y-1 D.x+1>y+1
例2:已知a,b,c,d为实数,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
变式1:若,下列不等式中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
变式2:如果,,那么下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
例3:已知:a,b,c,d∈R,则下列命题中必成立的是( )
A.若a>b,c>b,则a>c B.若a>-b,则c-a<c+b
C.若a>b,c<d,则> D.若a2>b2,则-a<-b
变式1::若abcd<0,且a>0,b>c,d<0,则( )
A.b<0,c<0 B.b>0,c>0 C.b>0,c<0 D.0<c<b或c<b<0
变式2:下列结论中不正确的个数是( )
(1)若,则 (2)若,则
(3)若,则 (4)若,则
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
变式3:若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
变式4:若a,b,c为实数,且,,则下列不等关系一定成立的是( )
A. B. C. D.
考点2:实数比较大小
例1:已知则的大小关系为( )
A. B. C. D.无法判断
变式1:设,,则,的大小关系为 .
变式2:已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
考点3:不等式性质应用
例1:设M=x2,N=-x-1,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M=N C.M<N D.与x有关
变式:已知 ,那么 的大小关系是( )
A. B. C. D.
例2:比较 x2+3与2x 的大小;
变式1:若x≠-2且y≠1,则M=x2+y2+4x-2y的值与-5的大小关系是( )
A.M>-5 B.M<-5 C.M≥-5 D.M≤-5
变式2:已知a,b为正数,且a≠b,比较a3+b3与a2b+ab2的大小.
例3:已知1<a<4,2<b<8.试求 2a+3b 与a-b的取值范围.
变式1:已知,,求的取值范围.
变式2:已知1<a<4,2<b<8,求 的取值范围.
变式3:设α∈,β∈[,求2α-的范围.
例4:已知a>b>0,c<d<0,e<0,求证:>.
变式1:已知a>b,m>n,p>0,求证:n-ap<m-bp.
变式2:若-1<a<b<0,试比较 , , a2, b2的大小.
考点4 区间的表示
例1:设集合,则 .
变式1:若全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
变式2:已知,,则的范围是 .
变式3:已知,,则的取值范围是 .
例2:已知集合,,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式:已知集合,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
例2:函数的定义域为( )
A. B. C. D.
变式:已知,,且,则实数a的取值范围为 .
例3:已知集合,.
(1)若,求,;
(2)若,求实数的取值范围.
变式:已知集合,.
(1)在①,②,③这三个条件中选择一个作为已知条件,求;
(2)若,求实数的取值范围.
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