内容正文:
§1.3 不等式性质
第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
课程标准
1.梳理等式性质.
2.理解用作差法比较两个实数的大小的理论依据.
3.理解不等式的概念与性质,掌握不等式性质的简单应用.
CONTECT
内
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教材梳理 强基固本
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考点探究 精准突破
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课 时 测 评
教材梳理 强基固本
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理清主干知识
1.比较实数大小的基本事实
(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.
>
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<
>
=
<
2.不等式的性质
性质1 传递性:a>b,b>c⇒a>c;
性质2 可加性:a>b⇔a+c>b+c;
性质3 可乘性:a>b,c>0⇒________;
a>b,c<0⇒ac<bc;
性质4 同向可加性:a>b,c>d⇒____________;
性质5 同向同正可乘性:(1)a>b>0,c>d>0⇒________;
(2)a>b>0,c<d<0⇒________;
(3)同正可乘方性:a>b>0⇒________(n∈N+,n≥2);
性质6 同正可开方性:a>b>0⇒________(n∈N+,n≥2).
ac>bc
a+c>b+d
ac>bd
ac<bd
an>bn
微提醒 (1)在利用不等式的性质进行证明时,一定要注意性质的前提条件是否具备;(2)在应用不等式传递性时,如果两个不等式中有一个带等号而另一个不带等号,那么等号是传递不过去的,如a≤b,b<c⇒a<c.
记牢常用结论
练透教材典题
1.[多选题]下列说法错误的是
A.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
B.若a>b,则ac2>bc2
C.若 >1,则a>b
D.若a=b,则ac=bc
√
√
2.(链接北师必修一P25例1)设M=x2+y2+1,N=2(x+y-1),则M与N的大小关系为________.
M>N
M-N=x2+y2+1-2x-2y+2=(x-1)2+(y-1)2+1>0.故M >N.
3.(链接人A必修一P43T5)已知-1<a<2,-3<b<5,则a+2b的取值范围是__________.
(-7,12)
因为-3<b<5,所以-6<2b<10,又-1<a<2,所以-7<a+2b<12.
①中,当c=0时不成立,故①不正确;②中,由分数性质知②正确;③中,因为a>b,-c<-d, 不满足不等式的同向可加性,故③不正确;④中,由倒数性质知④正确.综上可知②④正确.
②④
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考点一
数(式)的大小比较
基础练
例1
√
(1)已知p∈R,M=(2p+1)(p-3),N=(p-6)(p+3)+10,则M,N的大小关系为
A.M<N B.M >N
C.M≤N D.M ≥N
因为M-N=(2p+1)(p-3)-[(p-6)(p+3)+10]=p2-2p+5=(p-1)2+4>0,所以M >N.故选B.
(2)eπ·πe与ee·ππ的大小关系为____________.
eπ·πe<ee·ππ
规律方法
比较大小常用的方法
提醒:含根号的式子作差时一般先乘方再作差.
对点练1.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
√
考点二
不等式的基本性质
综合练
例2
(1)(2024·山东枣庄模拟)若a,b,c∈R,且a>b,则下列不等式一定成立的是
A.a+c>b-c B.(a-b)c2≥0
C.ac>bc D. >0
√
若a=2,b=1,c=-2,满足a>b,但a+c=0,b-c=3,所以a+c>b-c不成立,A选项错误;a>b,c2≥0,则有ac2≥bc2,即(a-b) c2≥0,B选项正确;a>b,当c≤0时,ac>bc不成立,C选项错误;当c2=0时,
=0,则D选项错误.故选B.
√
√
规律方法
解决不等式有关问题常用的两种方法
√
对点练3.下列结论正确的是
A.若a>b,则a2>b2
B.若a<b,则
C.若a3>b3,则a2>b2
D.若lg a>lg b,则a>b
当a=1,b=-2时,a2<b2,则A错误.当a=-1,b=2时, ,则B错误.当a=1,b=-2时,a2<b2,则C错误.由lg a>lg b,得a>b>0,则D正确.故选D.
考点三
不等式性质的综合应用
多维练
例3
(1)已知b<a<-3b,则 的取值范围为
A.(0,3) B.[0,3)
C.(3,+∞) D.(1,3)
√
(2)已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围是________,3x+2y的取值范围是________.
因为-1<x<4,2<y<3,所以-3<-y<-2,所以-4<x-y<2.由-1<x<4,2<y<3,得-3<3x<12,4<2y<6,所以1<3x+2y<18.
(-4,2)
(1,18)
变式探究
(变条件)若将本例(2)中条件改为-1<x+y<4,2<x-y<3,求3x+2y的取值范围.
解:设3x+2y=m(x+y)+n(x-y),
又因为-1<x+y<4,2<x-y<3,
规律方法
利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,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取值范围,解决的途径是先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,最后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.
√
对点练4.(2024·江苏南通模拟)已知a-b∈[0,1],a+b∈[2,4],则4a-2b的取值范围是
A.[1,5] B.[2,7]
C.[1,6] D.[0,9]
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2.(2024·北京朝阳一模)如果a>0>b,则下列不等式中正确的是
A.a3>b3 B.|a|>|b|
C. D.ln (a-b)>0
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3.已知1≤a≤4,-1≤b≤2,则3a-b的取值范围是
A.[-13,1] B.[-1,8]
C.[-1,13] D.[1,13]
因为1≤a≤4,-1≤b≤2,所以-2≤-b≤1,3≤3a≤12,所以1≤3a-b≤13.故选D.
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6.(2024·山西阳泉二模)已知 m<n, 则下列结论正确的是
A.m2<n2 B. <
C.2m<2n D.lg m<lg n
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11.(新设问)能够说明“设a,b,c是任意实数.若a2+b2>c2,则a+b>c”是假命题的一组整数a,b,c的值依次为_________________________.
令a=-3,b=-1,c=1,则a2+b2=10>1=c2,此时a+b=-4<1,所以该命题是假命题.
-3,-1,1(答案不唯一)
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12.(数学建模)A杯中有浓度为a的盐水x克,B杯中有浓度为b的盐水y克,其中A杯中的盐水更咸一些.若将A,B两杯盐水混合在一起,其咸淡的程
度可用不等式表示为______________.
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14.[多选题]若a>0>b>c,则下列结论正确的是
A.ln(a-b)-ln(a-c)<0
B.b2a>c2a
C.(a-b)c<(a-c)c
D.a-c≥2
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15.(10分)(新定义)(2024·九省适应性测试) 以maxM表示数集M中最大的数.设
0<a<b<c<1,已知b≥2a或a+b≤1,则max{b-a,c-b,1-c}的最小值为___.
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16.(14分)若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0;
解:证明:因为|b|>|c|,且b>0,c<0,
所以b>-c,所以b+c>0.
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解:证明:因为c<d<0,所以-c>-d>0.
又a>b>0,得a-c>b-d>0,
所以(a-c)2>(b-d)2>0,
因为a>b,d>c,可得a+d>b+c,
所以a+d>b+c>0.②
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1.有关倒数的性质
若ab>0,且a>b⇒<;若a<0<b⇒<;若a>b>0,d>c>0⇒>.
2.有关分数的性质
(1)真分数性质:若a>b>0,m>0⇒<;
(2)假分数性质:若b>a>0,m>0⇒>.
其中真分数性质也常被称为“糖水不等式”,即“糖水加糖后,糖水更甜(浓度变大);糖水析出糖后,糖水变淡(浓度变小).”
4.(用结论)下列命题中,正确的是________(填序号).
①若a<b,则ac2<bc2;②若b>a>0,则>;
③若a>b,c>d,则a-c>b-d;④若ab>0,a>b,则<.
==π-e,又0<<1,0<π-e<1,所以π-e<1,即<1,即eπ·πe<ee·ππ.
+
p-q=+-a-b=+=(b2-a2)·==,因为a<0,b<0,所以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.
对点练2.设a>b>0,比较与的大小.
解:因为a>b>0,所以>0,>0,
所以===1+>1,
故>.
(2)[多选题](2024·河北衡水模拟)已知<<0,则下列不等式一定成立的有
A.>1 B.<0 C.< D.bc<ba
由<<0,得c≠0,当c>0时,得0>>,即a<b<0;当c<0时,得0<<,即a>b>0,综上a<b<0<c或a>b>0>c,上述两种情况均可得0<<1,故A选项错误;当a<b<0<c时,得<0,当a>b>0>c时,得<0,故B选项正确;令a=-1,b=-,c=1,则=2,=0,从而得>,故C选项错误;由上述论证可知bc<0<ba恒成立,故D正确.故选BD.
>
<
因为b<a<-3b,所以b<0,则有<0,将不等式b<a<-3b的两边同时乘以可得:-3<<1,所以0≤<3.故选B.
则所以
即3x+2y=(x+y)+(x-y),
所以-<(x+y)<10,1<(x-y)<,
所以-<(x+y)+(x-y)<,
即-<3x+2y<,所以3x+2y的取值范围为.
设4a-2b=m(a-b)+n(a+b)=(m+n) a-(m-n) b,所以解得所以4a-2b=3(a-b)+(a+b),又a-b∈[0,1],a+b∈[2,4],所以3(a-b)∈[0,3],4a-2b∈[2,7].故选B.
1.(2024·吉林长春模拟)已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为
A.M>N B.M<N
C.M≤N D.M,N大小关系不确定
M2-N2=(a+b)-(a+b+2)=-2<0,所以M<N.故选B.
<
因为a>0>b,所以a3>0,b3<0,即a3>b3,故A正确;对于B,若a=1,b=-2,则|a|>|b|,故B不正确;对于C,-=,由a>0>b,可得a-b>0,且ab<0,所以-=>0,所以>,故C不正确;对于D,若a=,b=-,则ln (a-b)=ln 1=0,故D不正确.故选A.
4.(2024·湖北武汉模拟)下列不等式正确的是
A.若ac2≥bc2,则a≥b
B.若>,则a<b
C.若a+b>0,c-b>0,则a>c
D.若a>0,b>0,m>0,且a<b,则>
对于A,当c=0,a=-1,b=2时满足ac2≥bc2,但a<b,所以A错误;对于B,当c=-1,a=-2,b=-3时,满足>,但a>b,所以B错误;对于C,由不等式的基本性质易知a+c>0,当a=-1,b=,c=2时满足a+b>0,c-b>0,但a<c,所以C错误;对于D,-==>0,所以>,故D正确.故选D.
5.(2024·江西南昌二模)“x>y”的一个充分条件可以是
A.2x-y> B.x2>y2 C.>1 D.xt2>yt2
由x>y,即x-y>0,所以对选项A,当x=0,y=1时,2x-y=>,但x>y不满足,故A不正确;选项B,由x2>y2,则x2-y2>0⇒(x+y) (x-y)>0,则或故B项不正确;选项C,>1⇒-1>0⇒>0⇒y(x-y)>0,则或故C不正确;选项D,由xt2>yt2知t2>0,所以x>y成立,故D正确.故选D.
根据题意可知,不妨取m=-1,n=1,则m2=1,n2=1,此时不满足m2<n2,即A错误;易得=1,=-1,此时>,所以B错误;对于D,lg m无意义,所以D错误,由指数函数单调性可得,当m<n时,2m<2n,即C正确.故选C.
7.[多选题](2024·湖南长沙二模)已知实数a,b,c满足0<a<b<c,则下列说法正确的是
A.> B.>
C.> D.ab+c2>ac+bc
因为0<a<b<c,所以有c-a>b-a>0,<,故A错误;>⇔b(a+c)
>a(b+c)⇔bc>ac⇔b>a,故B正确;>⇔>⇔b>a,故C正确;ab+c2>ac+bc⇔c(c-b)-a(c-b)>0⇔(c-a)(c-b)>0,故D正确.故选BCD.
8.[多选题](2024·河北统考模拟预测)已知a>b>0>c,则下列不等式正确
的是
A.< B.a3c<b3c
C.> D.lg >0
由题意,a>b>0>c,所以>0>,故A错误;a3>b3,又c<0,所以a3c<b3c,故B正确;a2>b2>0,所以<,故C错误;a-c>b-c>0,>1,所以lg >0,故D正确.故选BD.
9.[多选题](2024·湖南永州三模) 已知a,b,c∈R,下列命题为真命题的是
A.若b<a<0,则bc2<ac2
B.若b>a>0>c,则<
C.若c>b>a>0,则>
D.若a>b>c>0,则>
对于A,因为b<a<0,所以a-b>0,又c2≥0,所以(a-b)c2≥0,即bc2≤ac2,故A错误;对于B,-=,因为b>a>0>c,所以c(b-a)<0,ab>0,所以<,故B正确;对于C,-=,因为c>b>a>0,所以c-a>0,c-b>0,a-b<0,所以<,故C错误;对于D,因为-=,因为a>b>c>0,所以a-b>0,b+c>0,所以>,故D正确.故选BD.
10.若P=+,Q=+(a≥0),则P,Q的大小关系为__________(用“<”“≤”“=”连接两者的大小关系).
依题意可知P>0,Q>0,a≥0,P2=2a+7+2,Q2=2a+7+2,所以P2<Q2,所以P<Q.
b<<a
由题意,将A,B两杯盐水混合在一起后浓度为,因为-a=,-b=,A杯中的盐水更咸一些,所以a>b,所以b<<a.
13.(新情境)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”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.若a,b,c∈R,则下列命题正确的是
A.若a>b,则<
B.若a>b,则ac2>bc2
C.若a>b,则a2>b2
D.若a>b>c>0,则>
取a=1,b=-1,满足a>b,但>,故A错误;当c=0时,若a>b,则ac2=bc2,故B错误;取a=1,b=-1,满足a>b,但a2=b2,故C错误;若a>b>c>0,则0<a-b<a-c,故>>0,所以>>0,故D正确.故选D.
对于A,因为a,b,c均为非零实数,且a>b>c,所以-b<-c,a-c>0,a-b>0,所以0<a-b<a-c,0<<1,所以ln <ln 1,即ln <0,所以ln (a-b)-ln (a-c)<0成立,故A正确;对于B,例如a=1,
b=-2,c=-3,b2a=(-2)2=4,c2a=(-3)2=9, 显然4<9,故B错误;对于C,取特殊值a=3,b=-1,c=-2,满足非零实数a>0>b>c,此时(a-b)c=(3+1)-2=,(a-c)c=(3+2)-2=5-2=,但(a-b)c>(a-c)c,故C不正确;对于D,a-c-2=(a-b)+(b-c)-2=(-)2≥0,所以a-c≥2,故D正确.故选AD.
令b-a=m,c-b=n,1-c=p,其中m,n,p>0,所以
①若b≥2a,则1-n-p≥2(1-m-n-p),故2m+n+p≥1. 令M=max{b-a,c-b,1-c}=max{m,n,p},因此故4M ≥2m+n+p≥1,则M ≥.
②若a+b≤1,则(1-n-p)+(1-m-n-p)≤1,即m+2n+2p≥1,令M=max{b-a,c-b,1-c}=max{m,n,p},则故5M ≥m+2n+2p≥1,则M ≥,当m=2n=2p时,等号成立.综上可知max{b-a,c-b,1-c}的最小值为.
(2)求证:<;
所以0<<.①
由①,②相乘得<.
(3)(新考法)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:因为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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