内容正文:
专题3.1 等式和不等式的基本性质
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 3
【考点分类剖析】 4
考点一:等式和不等式的基本性质 4
考点二:利用不等式比较大小 5
考点三:利用不等式求取值范围 6
【考纲要求】
1.掌握等式性质,熟练掌握常用等式变形的相关计算:完全平方、平方差、完全立方、立方和差、三个数的完全平方
2.会比较两个数、式子的大小.
3.理解不等式的性质,并能简单应用.
【考向预测】
1.不等式的基本性质应用
2.比较大小
3.利用不等式的性质求参数范围
【知识导图】
【知识清单】
1.等式的性质
(1)对称性:若=,则=.
(2)传递性:若=,=,则=.
(3)可加性:若=,则+ =+.
(4)可乘性:若=,则=;若 =,=d,则=
2.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
- >0>,
- =0=,
- <0<.
(2)作商法
,
,
,
作差法比较大小的步骤是:
(1)作差;(2)变形;(3)判断差式与0的大小;(4)下结论.
作商比较大小(一般用来比较两个正数的大小)的步骤是:
(1)作商;(2)变形;(3)判断商式与1的大小;(4)下结论.
注:其中变形是关键,变形的方法主要有通分、因式分解和配方等,变形要彻底,要有利于0或1比较大小.作差法是比较两数(式)大小最为常用的方法,如果要比较的两数(式)均为正数,且是幂或者因式乘积的形式,也可考虑使用作商法.
3.不等式的性质
性质
性质内容
对称性
传递性
可加性
可乘性
同向可加性
同向同正可乘性
可乘方性
【考点分类剖析】
考点一:等式和不等式的基本性质
例1.下列因式分解正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】1.若实数,且,,则代数式的值为( )
A. B. C. D.-2
【变式探究】2.已知实数,满足,则( )
A. B. C. D.
例2.下列式子中变形错误的是( )
A.,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【变式探究】1.已知等式,则下列变形正确的是( )
A. B. C. D.
【变式探究】2.下列运用等式的性质进行的变形中,正确的是( )
A.如果,那么 B.如果,那么
C.如果,那么 D.如果,那么
例3.如果,,那么下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】1.已知,且,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【变式探究】2.下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【变式探究】3.下列命题中正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
考点二:利用不等式比较大小
例1.已知,,则,,的大小关系式( )
A. B. C. D.
【变式探究】1.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.将这一事实表示成一个不等式为( )
A. B.
C. D.
【变式探究】2.实数a,b,c在数轴上对应的点A,B,C如图所示,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
例2.若,则( )
A. B.
C. D.
【变式探究】1.已知x,y满足,则m,n满足的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式探究】2.已知,,,则,的大小关系是( )
A. B. C. D.不能确定
【变式探究】3.已知,记,,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.不确定
例3.若,下列不等式中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【变式探究】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
【变式探究】2.设<<<1,则( )
A.aa<ab<ba B.aa<ba<ab
C.ab<aa<ba D.ab<ba<aa
考点三:利用不等式求取值范围
例1.指数函数是减函数,则二次函数顶点横坐标的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式探究】1.函数的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【变式探究】2.下列函数中,值域为的是( )
A. B.
C. D.
例2.已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究】1.已知,,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】2.若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】3.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3)
B.
C.
D.
例3.某班有学生参加才艺比赛,每人参加一个比赛,参加书法比赛的人数多于参加唱歌比赛的人数,参加唱歌比赛的人数多于参加折纸比赛的人数,参加折纸比赛的人数的两倍多于参加书法比赛的人数,则参加这三项比赛的人数至少为( )
A.7 B.9 C.12 D.15
【变式探究】1.地球表面被很厚的大气层包围,大气层的厚度大约在1000km以上,整个大气层高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了.平流层是指地面以上10km到50km的区域,下述不等式中,x能表示平流层高度的是( )
A. B. C. D.
【变式探究】2.已知某个三角形的两条高长度分别为5和10,该三角形的形状不变,请你构建不等关系,求出它第三条高长度的取值范围( )
A. B. C. D.
例4.不等式组的解集在数轴上应表示为( )
A. B.
C. D.
【变式探究】1.在一元一次不等式组的解集中,整数解的个数是( )
A.4 B.5
C.6 D.7
【变式探究】2.不等式组的解集是,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
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专题3.1 等式和不等式的基本性质
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 3
【考点分类剖析】 4
考点一:等式和不等式的基本性质 4
考点二:利用不等式比较大小 8
考点三:利用不等式求取值范围 12
【考纲要求】
1.掌握等式性质,熟练掌握常用等式变形的相关计算:完全平方、平方差、完全立方、立方和差、三个数的完全平方
2.会比较两个数、式子的大小.
3.理解不等式的性质,并能简单应用.
【考向预测】
1.不等式的基本性质应用
2.比较大小
3.利用不等式的性质求参数范围
【知识导图】
【知识清单】
1.等式的性质
(1)对称性:若=,则=.
(2)传递性:若=,=,则=.
(3)可加性:若=,则+ =+.
(4)可乘性:若=,则=;若 =,=d,则=
2.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
- >0>,
- =0=,
- <0<.
(2)作商法
,
,
,
作差法比较大小的步骤是:
(1)作差;(2)变形;(3)判断差式与0的大小;(4)下结论.
作商比较大小(一般用来比较两个正数的大小)的步骤是:
(1)作商;(2)变形;(3)判断商式与1的大小;(4)下结论.
注:其中变形是关键,变形的方法主要有通分、因式分解和配方等,变形要彻底,要有利于0或1比较大小.作差法是比较两数(式)大小最为常用的方法,如果要比较的两数(式)均为正数,且是幂或者因式乘积的形式,也可考虑使用作商法.
3.不等式的性质
性质
性质内容
对称性
传递性
可加性
可乘性
同向可加性
同向同正可乘性
可乘方性
【考点分类剖析】
考点一:等式和不等式的基本性质
例1.下列因式分解正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】逐项分解因式可得答案.
【详解】对于A,应该是,故A错误
对于B,应该是,故B错误;
对于C,,故C 错误;
对于D,,故D正确.
故选:D.
【变式探究】1.若实数,且,,则代数式的值为( )
A. B. C. D.-2
【答案】A
【分析】首先根据题意得到为方程的两个不相等的根,再利用根系关系求解即可.
【详解】因为若实数,且,,
所以为方程的两个不相等的根.
所以,.
所以
.
故选:A
【变式探究】2.已知实数,满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将等式整理成完全平方之和等于0,即可求解.
【详解】由题可知,
则,
则,则,解得,
检验各选项可知只有B选项成立.
故选:B.
例2.下列式子中变形错误的是( )
A.,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】B
【分析】根据等式的性质,逐项验证即可.
【详解】对于选项,两边同时减,得到,故正确;
对于选项,没有说明,故不正确;
对于选项,在等式两边同时乘以,得到,故正确;
对于选项,在等式两边同时乘以5得到,故正确;
故选:.
【变式探究】1.已知等式,则下列变形正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用等式的性质和举反例对每个选项进行判断即可
【详解】解:对于A,满足,但无意义,故错误;
对于B,两边同时加上2,该等式仍然成立,故正确;
对于C,当,,满足,但得不到,故错误;
对于D,当时,无法得到,故错误;
故选:B
【变式探究】2.下列运用等式的性质进行的变形中,正确的是( )
A.如果,那么 B.如果,那么
C.如果,那么 D.如果,那么
【答案】D
【分析】取,可判断A; 或,可判断B;取,可判断C;利用等式的性质,可判断D
【详解】选项A,当时,显然不成立;
选项B,如果,那么或,显然不成立;
选项C,当时,无意义,不成立;
选项D,如果,则,故,即,成立
故选:D
例3.如果,,那么下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由不等式的性质逐一判断即可求解.
【详解】如果,,
对于A,,,故A错误;
对于B,,即,故B错误;
对于C,,即,故C正确;
对于D,,即,故D错误.
故选:C.
【变式探究】1.已知,且,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对ACD举反例即可判断,对B根据不等式性质即可判断.
【详解】对A,取,则满足,但,故A错误;
对B,根据不等式性质,故B正确;
对C,取,则,故C错误;
对D,取,则,故D错误.
故选:B.
【变式探究】2.下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】D
【分析】AB选项,举出反例;CD选项,利用不等式的性质进行判断;C由,可得,即可判断出;D利用不等式的基本性质即可判断出.
【详解】A选项,若,不等式两边同除以得,,A错误;
B选项,不妨设,满足,但,B错误;
C选项,,不等式两边同时减去一个数,不等号不变,所以,故C错误;
D选项,∵,∴,平方得,D正确.
故选:D.
【变式探究】3.下列命题中正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】取特殊值结合不等式的性质,逐项判断即可.
【详解】对于A,若取,
则,即,故A错误;
对于B,令,则有,故B错误;
对于C,令,则有,故C错误;
对于D,根据不等式性质可知D正确,
故选:D.
考点二:利用不等式比较大小
例1.已知,,则,,的大小关系式( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据基本不等式的性质即可判断.
【详解】∵,,
∴,,,
∴,
∴,
故选:D.
【变式探究】1.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.将这一事实表示成一个不等式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】糖水变甜,表示糖的浓度变大,代入数据得到答案.
【详解】糖水变甜,表示糖的浓度变大,即.
故选:B.
【变式探究】2.实数a,b,c在数轴上对应的点A,B,C如图所示,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据数轴点的位置以及不等式相关性质直接求解.
【详解】对于A,由数轴可得,,,
所以,,则,故选项A错误;
对于B,由,,,得,故选项B错误;
对于C,因为,即,又,所以,
又,所以,故选项C错误;
对于D,因为,,且由图可知,即,
所以,又,所以,故选项D正确.
故选:D
例2.若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用作差法比较大小即可得出正确选项.
【详解】因为,所以.,
因为,
且,所以,所以,所以.故.
故选: A
【变式探究】1.已知x,y满足,则m,n满足的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用作差法计算即可.
【详解】,
当且仅当时取得等号,所以.
故选:D
【变式探究】2.已知,,,则,的大小关系是( )
A. B. C. D.不能确定
【答案】A
【分析】利用作差比较法可得答案.
【详解】因为 ,
所以.
故选:A.
【变式探究】3.已知,记,,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【分析】根据作差法比大小求解即可.
【详解】因为,,
所以,
因为,所以,
所以,即.
故选:A
例3.若,下列不等式中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用作差、作商法即可判断A、B的正误,由不等式的性质可判断C、D的正误.
【详解】A:,又,知:,但无法确定符号,错误;
B:,,故,正确;
C:由,知,即,正确;
D:由,有,正确;
故选:A
【变式探究】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.
【变式探究】2.设<<<1,则( )
A.aa<ab<ba B.aa<ba<ab
C.ab<aa<ba D.ab<ba<aa
【答案】C
【分析】先由题得到0<a<b<1,再比较选项数的大小.
【详解】∵<<<1,
∴0<a<b<1.∴=aa-b>1.∴ab<aa.
∵=,,0<<1,a>0,∴<1.
∴aa<ba.∴ab<aa<ba.
故答案为C
【点睛】(1)本题主要考查比较法和指数函数的性质,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.(2)比差的一般步骤是:作差→变形(配方、因式分解、通分等)→与零比→下结论;比商的一般步骤是:作商→变形(配方、因式分解、通分等)→与1比→下结论.如果两个数都是正数,一般用比商,其它一般用比差.
考点三:利用不等式求取值范围
例1.指数函数是减函数,则二次函数顶点横坐标的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数单调性有,结合二次函数顶点横坐标为求范围.
【详解】由题设,则二次函数顶点横坐标为.
故选:C
【变式探究】1.函数的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【分析】利用配方法整理分母,结合不等式的性质,可得答案.
【详解】由,则.
故选:B.
【变式探究】2.下列函数中,值域为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用函数值域的求解方法求解.
【详解】对于A,因为,所以,故A错误;
对于B,,因为,所以,故B正确;
对于C,,当且仅当即时等号成立,故C错误;
对于D,因为,所以,故,过于,故D错误.
故选:B
例2.已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】运用不等式的性质即可求得结果.
【详解】因为,所以,
又因为,
所以.即的取值范围为.
故选:A.
【变式探究】1.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据不等式的性质求解即可.
【详解】因为,所以,
又因为,所以,
则,
故选:C
【变式探究】2.若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用不等式的性质求解.
【详解】∵,∴,,
又,∴,
故选:B.
【变式探究】3.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3)
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】先求出a2的范围,利用不等式的性质即可求出的范围.
【详解】因为-3<a<-2,所以a2∈(4,9),而3<b<4,故的取值范围为(1,3),故选:A.
例3.某班有学生参加才艺比赛,每人参加一个比赛,参加书法比赛的人数多于参加唱歌比赛的人数,参加唱歌比赛的人数多于参加折纸比赛的人数,参加折纸比赛的人数的两倍多于参加书法比赛的人数,则参加这三项比赛的人数至少为( )
A.7 B.9 C.12 D.15
【答案】C
【分析】利用不等式的性质求出参加各项比赛的最少人数即可求出.
【详解】设参加书法、唱歌、折纸比赛的人数分别为,,,且,,为正整数,
则由题意得,,,可得,
即,所以,,故参加这三项比赛的人数至少为.
故选:C.
【变式探究】1.地球表面被很厚的大气层包围,大气层的厚度大约在1000km以上,整个大气层高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了.平流层是指地面以上10km到50km的区域,下述不等式中,x能表示平流层高度的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可得,利用不等式的性质即可求解.
【详解】解:平流层是指地球表面以上10km到50km的区域,
若x能表示平流层高度,则,所以,
即,
故选:A.
【变式探究】2.已知某个三角形的两条高长度分别为5和10,该三角形的形状不变,请你构建不等关系,求出它第三条高长度的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设的面积为,第三条高为,根据三角形面积公式及高表示出三条边,根据三角形三边关系列出不等式组,求解即可.
【详解】设,边上的高为,边上的高为,边上的高为,的面积为,则,
所以,显然,
因为,
所以,即,解得,
故选:C.
例4.不等式组的解集在数轴上应表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】解不等式组解得,然后在数轴上表示;注意实心点、空心点的区别:实心表示包含2 (≤2),空心表示不包含1 (>1)
【详解】
∵解不等式(1)得:
解不等式(2)得:
∴不等式组的解集为
在数轴上表示不等式组的解集如下
故选:C
【点睛】本题考查了解不等式、数轴表示不等式解集;数轴上表示解集时注意实心点与空心点的区别
【变式探究】1.在一元一次不等式组的解集中,整数解的个数是( )
A.4 B.5
C.6 D.7
【答案】C
【分析】分别解两个不等式,然后求交集得不等式组的解集,写出其中的整数即得.
【详解】解不等式2x+1>0,得x>-.解不等式x-5≤0,得x≤5,所以不等式组的解集为,整数解为0,1,2,3,4,5,共6个.
故选:C.
【点睛】本题考查解一元不等式组,解题时可分别解不等式,然后求交集.
【变式探究】2.不等式组的解集是,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】化简不等式组得到,结合不等式的解集,得出不等式,求解即可得到m的取值范围.
【详解】,可化为
因为不等式组的解集是
所以,解得:
故选:D
【点睛】本题主要考查了一元一次不等式组的解法,属于基础题.
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