内容正文:
第3节 等式性质与不等式性质 ► 对应学生用书P7
[课标要求] 理解不等式的概念,掌握不等式性质,会利用不等式性质判断相关命题的真假.
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
1.两个实数比较大小的方法
作差法 (a,b∈R)
2.等式的性质
性质1 对称性:如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的性质
性质1 对称性:a>b⇔b<a;
性质2 传递性:a>b,b>c⇒a>c;
性质3 可加性:a>b⇔a+c>b+c;
性质4 可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;
a>b,c<0⇒ac<bc;
性质5 同向可加性:a>b,c>d⇒a+c>b+d;
性质6 同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
性质7 同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2);
性质8 同正可开方性:a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
[提醒] (1)同向不等式可以相加,不能相减;
(2)一个不等式的两边同乘以同一正数,不等号方向不变;同乘以同一个负数,不等号方向改变.
【小题热身】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)若>1,则a>b.( )
(2)0<a<x<b或a<x<b<0⇔<<.( )
(3)若不等式ax2+bx+c>0的解集是 (-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( )
(4)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.(人教A版必修一·P43习题T8改编)已知非零实数a,b满足a<b,则下列不等式中一定成立的是( )
A.ln a<ln b B.>
C.a2<b2 D.a3<b3
解析:选D.对于A,当a<b<0时,不等式无意义,故A错误.
对于B,当a<0<b时,<,故B错误.
对于C,当a<b<0时,a2>b2,故C错误.
对于D,当a<b时,a3<b3成立,故D正确.
3.(多选)(北师大版必修一·P26例3改编)下列命题为真命题的是( )
A.若ac2>bc2,则a>b
B.若a>b>0,则a2>b2
C.若a<b<0,则a2<ab<b2
D.若a<b<0,则>
解析:选ABD.C中,若a=-2,b=-1,则a2>ab>b2,故C错误.
4.(苏教版必修一·P49例3改编)设M=x2+y2+1,N=2(x+y-1),则M与N的大小关系为_______________.
解析:M-N=x2+y2+1-2x-2y+2=(x-1)2+(y-1)2+1>0,故M>N.
答案:M>N
备考第2步——突破核心考点,提升关键能力
考点1 比较两个数(式)的大小
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
解析:选B.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.
2.若a,b∈[0,+∞),A=+,B=,则A,B的大小关系是( )
A.A≤B B.A≥B
C.A<B D.A>B
解析:选B.由题意得B2-A2=-2≤0,又A≥0,B≥0,所以A≥B.
3.若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
解析:选B.法一 易知a,b,c都是正数,==log8164<1,所以a>b;==log6251 024>1,所以b>c.
即c<b<a.
法二 构造函数f(x)=,则f′(x)=,由f′(x)>0,得0<x<e;由f′(x)<0,得x>e.∴f(x)在(0,e)上为增函数,在(e,+∞)上为减函数.∴f(3)>f(4)>f(5),即a>b>c.
4.eπ·πe与ee·ππ的大小关系为________.
解析:==,又0<<1,0<π-e<1,所以<1,即<1,即eπ·πe<ee·ππ.
答案:eπ·πe<ee·ππ
【思维升华】 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.
(3)构造函数法:利用函数的单调性比较大小.
(4)赋值法和排除法:可以多次取特殊值,根据特殊值比较大小,从而得出结论.
考点2 不等式的基本性质
[例1] (1)已知a>b>c>0,下列结论正确的是( )
A.2a<b+c B.a(b-c)>b(a-c)
C.> D.(a-c)3>(b-c)3
解析:选D.∵a>b>c>0,∴2a>b+c,故A错误;
取a=3>b=2>c=1>0,则a(b-c)=3<b(a-c)=4,故B错误;
由a>b>c>0可知,a-c>b-c>0,∴<,(a-c)3>(b-c)3,故C错误,D正确.
(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:选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.
【思维升华】 (1)直接利用不等式的性质逐个验证,要特别注意前提条件;
(2)利用特殊值排除法;
(3)利用函数的单调性,当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数、对数、幂函数等函数的单调性进行判断.
跟踪训练1
(1)(2024·福州一模)“0<a<b”是“a-<b-”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
解析:选A.∵y=x-在(-∞,0)和(0,+∞)上均为增函数,∴当0<a<b时,a-<b-,充分性成立;
当a-<b-时,不能推出0<a<b,例如a=1,b=-满足a-<b-,但不满足0<a<b,必要性不成立,∴“0<a<b”是“a-<b-”的充分不必要条件.
(2)(多选)若<<0,则下列不等式正确的是( )
A.<
B.|a|+b>0
C.a->b-
D.ln a2>ln b2
解析:选AC.由<<0,可知b<a<0.
A中,因为a+b<0,ab>0,所以<0,>0,则<,故A正确;
B中,因为b<a<0,所以-b>-a>0,故-b>|a|,即|a|+b<0,故B错误;
C中,因为b<a<0,又<<0,则->->0,所以a->b-,故C正确;
D中,因为b<a<0,根据y=x2在(-∞,0)上单调递减,可得b2>a2>0,而y=ln x在定义域(0,+∞)上单调递增,所以ln b2>ln a2,故D错误.
考点3 不等式性质的综合应用
[例2] (1)已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围是________.
解析:∵-1<x<4,2<y<3,∴-3<-y<-2,∴-4<x-y<2.
答案:(-4,2)
(2)已知3<a<8,4<b<9,则的取值范围是________.
解析:∵4<b<9,∴<<,又3<a<8,∴×3<<×8,即<<2.
答案:
(3)已知-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),
则∴
即3x+2y=(x+y)+(x-y),又∵-1<x+y<4,2<x-y<3,∴-<(x+y)<10,1<(x-y)<,
∴-<(x+y)+(x-y)<,即-<3x+2y<,∴3x+2y的取值范围为.
【思维升华】 求代数式的取值范围,一般是利用整体思想,通过“一次性”不等关系的运算求得整体范围.
跟踪训练2
(1)已知1≤a≤2,-1≤b≤4,则a-2b的取值范围是( )
A.[-7,4] B.[-6,9]
C.[6,9] D.[-2,8]
解析:选A.因为-1≤b≤4,所以-8≤-2b≤2,由1≤a≤2,得-7≤a-2b≤4.
(2)已知实数a,b,c,满足a>b>c,且a+b+c=0,那么的取值范围是________.
解析:由于a>b>c,且a+b+c=0,所以a>0,c<0,b=-a-c,-a-c<a,2a>-c,>-2;
-a-c>c,-a>2c,<-;所以-2<<-.
答案:-2<<-
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