内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式 3
课时作业3 等式性质与不等式性质
-
一、单项选择题
1.若a>b>0,c<d<0,则一定有 ( )
A.ac >
b
d B.
a
c <
b
d
C.ad >
b
c D.
a
d <
b
c
2.已知x >y >1>z >0,a=
1+xz
z
,b=
1+xy
x
,c=
1+yz
y
,则必有 ( )
A.a>c>b B.b>c且a>c
C.b>c>a D.a>b且a>c
3.我国经典数学名著《九章算术》中有这样的一
道题:“今有出钱五百七十六,买竹七十八,欲
其大小率之,问各几何? ”其意是:“今有人出
钱576,买竹子78根,拟分大、小两种竹子为单
位进行计算,每根大竹子比小竹子贵1钱,问买
大、小竹子各多少根? 每种竹子单价各是多少
钱? ”则在这个问题中大竹子的单价可能为
( )
A.6钱 B.7钱
C.8钱 D.9钱
4.设a=2,b=7- 3,c=6- 2,则a,b,c的
大小关系为 ( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>a>c D.b>c>a
5.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]
6.把下列各选项中的“=”全部改成“<”,结论仍
然成立的是 ( )
A.如果a=b,c=d,那么a-c=b-d
B.如果a=b,c=d,那么ac=bd
C.如果a=b,c=d,且cd≠0,那么
a
c =
b
d
D.如果a=b,那么a3=b3
二、多项选择题
7.若1a <
1
b <0
,则下列不等式正确的是( )
A.1a+b<
1
ab
B.|a|+b>0
C.a-
1
a >b-
1
b
D.ln
a2>ln
b2
8.下列命题为真命题的是 ( )
A.若a<b,
1
a <
1
b
,则ab<0
B.若a>b>0,c<d<0,e>0,则
e
a-c>
e
b-d
C.若c>a>b>0,则
a
c-a>
b
c-b
D.若a>b>c>0,则
a
b >
a+c
b+c
9.(2023·湖南长沙调研)已知6<a<60,15<
b<18,则下列结论正确的是 ( )
A.ab ∈
1
3
,4
B.a+b∈ (21,78)
C.a-b∈ (-9,42)
D.a+bb ∈
7
5
,13
3
三、填空题
10.已知x >0,y>0,若-1≤lg
x
y ≤
2,1≤
lg(xy)≤4,则lg
x2
y
的取值范围是 .
11.下列四个代数式①4mn,②m2+4n2,③4m2+
n2,④m2+n2,若m>n>0,则代数式的值最
大的是 .(填序号)
-293-
hh
12.已知三个不等式:ab>0,bc-ad >0,
c
a -
d
b >0
(其中a,b,c,d均为实数),用其中两个
不等式作为条件,余下的一个不等式作为结
论组成一个命题,可组成正确命题的个数
是 .
四、解答题
13.一般认为,民用住宅的窗户面积必须小于地
板面积,但窗户面积与地板面积的比值应不
小于10%,而且这个比值越大,采光效果越
好.设某所公寓的窗户面积与地板面积分别
为a
m2,b
m2.
(1)若这所公寓的窗户面积与地板面积的总
和为220
m2,求这所公寓的窗户面积至少为
多少平方米;
(2)若同时增加窗户面积和地板面积各n
m2,
判断这所公寓的采光效果是否变好了,并说
明理由.
14.(1)设a >b>0,比较
a2-b2
a2+b2
与a-b
a+b
的
大小.
(2)已知a>b>0,c<d<0,e<0,求证:
e
a-c>
e
b-d
.
2
15.若4<x<8,-4<y<2,则|y|的取值范
围 是 ,x -|y | 的 取 值 范 围 是
.
16.某学习小组由学生和教师组成,人员构成同
时满足以下三个条件:
① 男学生人数多于女学生人数;
② 女学生人数多于教师人数;
③ 教师人数的两倍多于男学生人数.
(1)若教师人数为4,则女学生人数的最大值
为 ;
(2)该小组人数的最小值为 .
-294-
参
考
答
案
11.-1
解析:因为全集U = {-1,1,3},集合
A ={a+2,a2+2},且∁UA={-1},
所以1∈A 且3∈A,所以
a+2=1,
a2+2=3 或 a+2=3,a2+2=1, 当
a+2=1,
a2+2=3 时,解 得 a = -1,当
a+2=3,
a2+2=1 时,方程组无解,故舍去.
综上可得a= -1.
12.4
解析:设 参 加 数
学、物理、化学小
组的同学组成的
集 合 分 别 为 A,
B,C,同 时 参 加
数学和物理小组
的人 数 为 x,因
为每名同学至多
参加两个小组,所以同时参加三个小
组的同学的人数为0,如图所示,由图
可 知20-x+6+3+x+4+11-x=
40,解得x =4,所以同时参加数学和
物理小组的有4人.
13.解:(1)由题意知集合A ={x|-1≤
x<3},B={x|2<x≤5},故A∩
B = {x|2<x <3}.
(2)∁RA={x|x<-1或x≥3},故
(∁RA)∩B = {x|3≤x ≤5}.
(3)因为C = {x|x >m},且A ∩
C =A,所以A ⊆C,故m <-1.
14.解:(1)A = {x|x2-x-2≤0}=
{x|-1≤x ≤2},
因为A ∪B =A,所以B ⊆A,
当a≤
1
2
时,B=⌀,故B⊆A,符合
题意,
当a>
1
2
时,则B⊆A,可知2a≤2,
即1
2 <a≤1
,
综上可知,a≤1.
(2)∁RA = {x|x <-1或x >2},
因为(∁RA)∩B 中只有一个整数,因
此该整数为3,如图,
B ={x|1<x<2a},所以3<2a≤
4,所以32 <a≤2.
15.ABD 对于 A,当 集 合 M = {-4,
-2,0,2,4}时,2,4∈M,而2+4=
6∉M,所以集合M 不为闭集合,A错
误;对于B,设a,b是任意的两个正整
数,则a+b∈M,当a<b时,a-b是
负数,不 属 于 正 整 数 集,所 以 正 整 数
集不 为 闭 集 合,B错 误;对 于 C,当
M = {n|n=3k,k∈Z}时,设a=
3k1,b=3k2,k1,k2 ∈Z,则a+b=
3(k1 +k2)∈ M,a -b =3(k1 -
k2)∈M,所以集合M 是闭集合,C正
确;对于D,设A1 = {n|n=3k,k∈
Z},A2 ={n|n=2k,k∈Z},由C可
知,集 合 A1,A2 为 闭 集 合,2,3 ∈
A1 ∪A2,而2+3∉A1 ∪A2,故
A1 ∪ A2 不 为 闭 集 合,D 错 误.故
选ABD.
16.(1)100110 (2)4
解析:(1)因为U = {1,2,3,4,5,6},
N = {2,3,6},所以∁UN = {1,4,5},
所以∁UN 表示的6位字符串为100110.
(2)因为集合A∪B 表示的字符串为
011011,所以A∪B = {2,3,5,6},又
B = {5,6},所 以 集 合 A 可 能 为{2,
3},{2,3,5},{2,3,6},{2,3,5,6},即
满足条件的集合A 的个数为4.
课时作业2 常用逻辑用语
1.B 2.D 3.A 4.B
5.A 假设没有2题有多于一人正确解
答,取极端情况,假设三人均答对3题,
有1题三人均答对,且三人回答的其他
2题均不同,则至少还需要6道不同的
题,与题设不符,故A正确;5道题编号
为1,2,3,4,5,甲正确解答1,3,5,乙正
确解答1,2,4,5,丙正确解答2,3,4,则
每题都只有两人正确解答,B错误;如
果三人都正确解答了所有题,则C错
误;如果三人都是正确解答1,2,3,这
时有2题没有人正确解答,D错误.故
选A.
6.A 由x2-3x+2≤0可得1≤x≤
2,即p:x∈[1,2];由(x-a)(x-a-
5)≤0可得a≤x≤a+5,即q:x∈
[a,a+5].若p 是q 的必要不充分
条件,则p 是q 的充分不必要条件,所
以[1,2]⫋[a,a+5],所以 a<1
,
a+5≥2
或 a≤1,
a+5>2, 解得 -3≤a≤1.
7.AC 不等式1+
1
x >0⇔
x+1
x >
0⇔(x+1)x >0,故不等式的解集为
(-∞,-1)∪(0,+∞).对于A,B,C,
D,只 有 A,C 对 应 的 集 合 为 (- ∞,
-1)∪(0,+∞)的真子集.故选AC.
8.CD 依 题 意 得 命 题 “∀x ∈ [1,2],
x2-a≤0”是真命题,所以a≥x2 对
任意x∈[1,2]恒成立,所以a≥4,其
必要不充分条件是a>1或a≥1,故
选CD.
9.BD 当a>b,c=0时,显然ac2>bc2
不成立,故 A错误;当 A ∈ 0,
π
2 ,
B∈ 0,
π
2 时,则由A>B⇒cos A <
cos
B,当A∈
π
2
,π 时,因为A>B,
所以B ∈ 0,π2 ,所以cos A <0,
cos
B>0,因此cos
A<cos
B成立.若
A∈ 0,
π
2 ,B∈ 0,π2 ,由cos A<
cos
B⇒A >B,若 A,B 中 有 一 个 在
π
2
,π 时,因为cos
A <cos
B,所以
cos
A ≤ 0,cos
B > 0,所 以 A ∈
π
2
,π ,B ∈ 0,π2 ,因此A >B,
故B正确;在 △ABC 中,A >B⇒a>
b⇒sin
A>sin
B,故C错误;x2-2x-
3>0⇒x >3或 x <-1,|x|>
1⇒x >1或x<-1,则{x|x>3或
x<-1}⫋{x|x>1或x<-1},所
以“x2-2x-3>0”是“|x|>1”的
充分不必要条件,故D正确.故选BD.
10.充分 充要
11.[0,3]
解析:由x2-8x-20≤0,得-2≤
x ≤10,所以 P = {x|-2≤x ≤
10}.因为x ∈P 是x ∈S 的必要条
件,所以S⊆P.所以
1-m≥-2,
1+m≤10,
1-m≤1+m,
解得0≤m ≤3.故当0≤m ≤3时,
x ∈P 是x ∈S 的必要条件.
12.[2,+∞)
解析:“∃x∈[-1,2],x-a>0”是
假命题,则它的否定是“∀x∈[-1,2],
x-a ≤0”,是 真 命 题,所 以 x ∈
[-1,2],a≥x 恒成立,所以a≥2,
即实数a 的取值范围是[2,+∞).
13.解:若m <0,p:x2-3mx+2m2 ≤
0,即2m ≤x ≤m;p:x <2m 或
x >m.q:-3<x <-1,且q是p
的充分不必要条件,则q 对应的集合
是 p 对 应 集 合 的 真 子 集, 则
m <0,
m ≤-3 或 m <0,2m ≥-1, 即 m ≤-3
或-
1
2 ≤m<0
,故实数m 的取值范
围是(-∞,-3]∪ -
1
2
,0 .
14.证明:充分性:如果a =b=c,那么
(a-b)2 + (b-c)2 + (a-c)2 =
0,∴a2+b2 +c2 -ab-ac-bc =
0,∴a2+b2+c2 =ab+ac+bc.
必要性:如果a2+b2+c2=ab+ac+
bc,那么a2+b2+c2-ab-ac-bc=
0,∴(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=
0,∴a-b =0,b-c =0,c-a =
0,∴a=b=c.∴a2+b2+c2=ab+
ac+bc的充要条件是a=b=c.
15.必要不充分
解析:当x ≥
1
2
时,方程可化为x+
2x-1=3x-1,此时成立;当
1
3 ≤
x <
1
2
时,方程可化为x - (2x -
1)=3x-1,解得x =
1
2
(舍去);当
0<x<
1
3
时,方程可化为x-(2x-
1)= -(3x-1),解得x =0(舍去);
当x≤0时,方程可化为-x-(2x-
1)= -(3x-1),此时成立;故|x|+
|2x-1|=|3x-1|的解集为(-∞,
0]∪
1
2
,+∞ .由x∈(-∞,0]可
推得x∈(-∞,0]∪
1
2
,+∞ ,反
之不 成 立,故 “|x|+|2x -1|=
|3x-1|”是“x≤0”的必要不充分
条件.
16.[-4,-2]
解析:由x-3
x+1≥
2,得x+5x+1≤
0,解
得-5≤x<-1,设A={x|k-1<
x <k+1},B={x|-5≤x<-1},
因为p是q的充分条件,所以A⊆B,
所以 k-1≥-5,
k+1≤-1, 解得-4≤k≤-2,
所以实数k的取值范围是[-4,-2].
课时作业3 等式性质
与不等式性质
1.D 2.D 3.C 4.B
5.B 设4a-2b=m(a-b)+n(a+
b)= (m +n)a - (m -n)b,所 以
-563-
hh
m+n=4,
m-n=2, 解得 m =3,n=1, 所 以4a-
2b=3(a-b)+(a+b),又a-b∈[0,
1],a+b∈[2,4],所以4a-2b∈[2,
7].故选B.
6.D 对于A,如果a<b,c<d,那么
a-c<b-d 不一定成立,如5<6,
4<9,但5-4>6-9;对于B,如果
a<b,c<d,那么ac<bd 不一定成
立,如 -2<-1,1<4,此时ac>bd;
对于C,如果a<b,c<d,且cd≠0,
那么
a
c <
b
d
不一定成立,如1<2,
1<8,此时
a
c >
b
d
;易知D成立.
7.AC 由1a <
1
b <0
,可知b<a<0.
对于A,因为a+b<0,ab>0,所以
1
a+b<
0,1ab>0.
故有
1
a+b<
1
ab
,
故A正确;对于B,因为b<a<0,所
以-b>-a >0.故 -b>|a|,即
|a|+b<0,故B错误;对于C,因为
b<a<0,又
1
a <
1
b <0
,则-
1
a >
-
1
b >0
,所以a-
1
a >b-
1
b
,故C
正确;对于 D,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.故选AC.
8.ACD 对于A,由a<b,
1
a <
1
b
,可
得
1
a -
1
b =
b-a
ab <0
,所以ab<0,
故A正确;对于B,若a>b>0,c<
d < 0,e > 0,则
e
a-c -
e
b-d =
e(b-d)-e(a-c)
(a-c)(b-d) =
e(b-a+c-d)
(a-c)(b-d) <
0,所 以 ea-c <
e
b-d
,故B不正确;对于C,若c>a>
b>0,则
a
c-a-
b
c-b=
a(c-b)-b(c-a)
(c-a)(c-b) =
c(a-b)
(c-a)(c-b)>
0,故C正 确;对 于
D,若a>b>c>0,则
a
b -
a+c
b+c =
a(b+c)-b(a+c)
b(b+c) =
c(a-b)
b(b+c)>
0,
故D正确.故选ACD.
9.AB 因为6<a<60,15<b<18,所
以
1
18<
1
b <
1
15
,-18<-b<-15,
所以
6
18<
a
b <
60
15
,6+15<a+b<
60+18,6-18<a-b<60-15,即
1
3 <
a
b <4
,21<a+b<78,-12<
a-b<45.于 是
a+b
b =
a
b +1∈
4
3
,5 .故A,B正确,C,D错误.
10.[-1,5]
11.③
解析:∵m>n>0,令②-①得m2+
4n2-4mn= (m-2n)2≥0,∴② ≥
①,令 ③ - ② 得4m2 +n2 -m2 -
4n2 =3m2-3n2 >0,∴③ > ②,令
③- ④ 得4m2 +n2 -m2 -n2 =
3m2>0,∴③>④,∴代数式的值最
大的是 ③.
12.3
解析:若ab>0,bc-ad>0成立,不
等式bc-ad>0两边同除以ab可得
c
a -
d
b >0
,即ab>0,bc-ad>0⇒
c
a -
d
b >0
;若ab>0,
c
a -
d
b >0
成立,不等式c
a -
d
b >0
两边同乘
ab,可得bc-ad>0,即ab>0,
c
a -
d
b >0⇒bc-ad>0
;若c
a -
d
b >0
,
bc-ad > 0成 立,则
c
a -
d
b =
bc-ad
ab >0
,又bc-ad>0,则ab>
0,即ca -
d
b >0
,bc-ad>0⇒ab>
0.综上可知,以三个不等式中任意两
个为条 件 都 可 推 出 第 三 个 不 等 式 成
立,故可组成的正确命题有3个.
13.解:(1)由题意知公寓窗户面积与地
板面积分别为a
m2,b
m2,则
a
b ≥10%
,
a+b=220, 所以b≤ a10% =10a,
所以a+b=220≤a+10a,所以a≥
20,所以这所公寓的窗户面积至少为
20
m2.
(2)变好了.理由:由题意知a 和b分
别表示公寓原来窗户面积和地板面
积,n表示窗户和地板所增加的面积
(面积单位都相同),由题意得0<a<
b,n>0,
则a+n
b+n-
a
b =
ab+bn-ab-an
b(b+n) =
n(b-a)
b(b+n)
,
因为b>0,n>0,所以b(b+n)>0,
又因为a<b,所以n(b-a)>0.
因此a+n
b+n-
a
b >0
,即a+n
b+n >
a
b
,
所以窗户和地板同时增加相等的面
积,公寓的采光效果变好了.
14.解:(1)∵a>b>0,∴
a2-b2
a2+b2
>0,
a-b
a+b>
0,
∴
a2-b2
a2+b2
a-b
a+b
=
(a+b)2
a2+b2
= 1 +
2ab
a2+b2
>1,∴
a2-b2
a2+b2
>
a-b
a+b
.
(2)证 明:∵c < d < 0,∴ -c >
-d>0,又a>b>0,
∴a-c>b-d>0,b-a<0,c-
d<0,又e<0,
∴ ea-c-
e
b-d =
e(b-d)-e(a-c)
(a-c)(b-d) =
e(b-d-a+c)
(a-c)(b-d)=
e(b-a+c-d)
(a-c)(b-d)>
0,
∴ ea-c>
e
b-d
.
15.[0,4) (0,8)
解析:∵-4<y<2,由绝对值的几
何意义可得0≤|y|<4,∴-4<
-|y|≤0,又4<x<8,由同向不等
式可加原则得0<x-|y|<8.
16.(1)6 (2)12
解析:设男学生人数为x,女学生人数
为 y,教 师 人 数 为 z,由 已 知 得
x >y,
y>z,
2z>x, 且x,y,z 均为正整数.
(1)当z=4时,8>x>y>4,∴x
的最大值为7,y 的最大值为6,故女
学生人数的最大值为6.
(2)x >y>z>
x
2
,当x =3时,条
件不成立,当x =4时,条件不成立,
当x =5时,5>y >z>
5
2
,此时
z=3,y=4.∴该小组人数的最小值
为12.
课时作业4 基本不等式
1.D 2.C 3.C 4.B 5.A
6.C 由题意可得4
(x-2)
a +
1
x-2≥
4-
8
a
对任意x>2恒成立,由a>0,
x-2>0,可得
4(x-2)
a +
1
x-2≥
2 4
(x-2)
a
· 1
x-2=
4
a
,当且仅当
4(x-2)
a =
1
x-2
,即x =2+
a
2
时
取等号,则4-
8
a ≤
4
a
,解得0<a≤
4.故选C.
7.ABD 对于 A,a2+b2 =a2 + (1-
a)2 =2a2-2a+1=2a-
1
2
2
+
1
2 ≥
1
2
,当且仅当a=b=
1
2
时,等
号成立,故 A正 确;对 于 B,a-b =
2a-1>-1,所以2a-b >2-1=
1
2
,故
B 正 确; 对 于 C,log2a +log2b =
log2(ab)≤log2
a+b
2
2
=log2
1
4 =
-2,当且仅当a=b=
1
2
时,等号成
立,故C不正确;对于 D,因 为(a +
b)2 =1+2 ab≤1+a+b=2,所
以 a+ b≤ 2,当且仅当a=b=
1
2
时,等号成立,故D正确.故选ABD.
8.AC ∵1=x2 +y2 ≥2xy,∴2≥
x2+y2+2xy≥0,∴|x+y|2 =
|x2+y2+2xy|≤2,∴|x+y|≤
2,当且仅当x =y=
2
2
或x =y=
-564-