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.已知0<a<1<b,则下列不等式一定正确
的是 ( )
A.b-a>1 B.ab>1
C.ba <1 D.a+b>1
2.已知a+b<0,且a>0,则 ( )
A.a2<-ab<b2
B.b2<-ab<a2
C.a2<b2<-ab
D.-ab<b2<a2
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.为全面贯彻党的教育方针,落实立德树人的
根本任务,着力造就拔尖创新人才,某校为数
学兴趣小组购买了一些数学特色专著:《数学
的意义》《现代世界中的数学》《数学问题》,其
数量分别为x,y,z(单位:本).现了解到:
①x >y>z>0;
②4z>x+y,则这些数
学专著至少有 本.
-293-
hhh
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
.
-294-
参
考
答
案
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时,若c2 =0,则ac2 =
bc2,所以a>b
⇒ac2>bc2,当ac2>
bc2 时,c2 ≠0,则a >b,所以ac2 >
bc2⇒a>b,即“a>b”是“ac2 >bc2”
的必要不充分条件,故 A错误;a >1
时有
1
a <1
成 立,充 分 性 成 立,但 当
1
a <1
时有a>1或a<0,必要性不
成立,故B正确;若b2 -4ac≤0,且
a<0,则ax2+bx+c≤0恒成立,故
C错误;a<1时,方程x2+x+a=0
不一定有实数根,如a =
1
2
时,Δ =
1-4×
1
2 = -1<0
,方程无实数根,
故充分性不成立;方程x2+x+a=0
有一 个 正 根 和 一 个 负 根 时,Δ =1-
4a>0,x1x2 =a<0,所以a<0,故
必要性成立,故D正确.故选BD.
10.充分 充要
解析:由 题 意 知 p⇒q,q⇔s,s⇒t,
t⇒r,r⇒q,故p是t的充分条件,r是
t的充要条件.
11.[0,4)
解析:由 题 意 得 不 等 式ax2 -ax +
1>0对x ∈R恒成立.① 当a =0
时,不等式1>0在R上恒成立,符合
题意.② 当a≠0时,若不等式ax2-
ax+1>0对x ∈R恒成立,则
a>0,
Δ =a2-4a<0, 解得0<a<4.
综上,实数a 的取值范围是[0,4).
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.
课时作业3 等式性质
与不等式性质
1.D 对于D,因为0<a<1<b,所以
a+b>1+a>1,故D正确;对于A,
若b=1.1,a=0.9,满足0<a<1<
b,此时b-a=0.2<1,故A错误;对
于B,若b =1.1,a =0.1,满足0<
a<1<b,此时ab=0.11<1,故B错
误;对于C,因为0<a<1<b,所以
b
a >1
,故C错误.故选D.
2.A 由a+b<0,且a>0可得b<0,
且a<-b,因为a2-(-ab)=a(a+
b)<0,所以0<a2<-ab.又因为0<
a<-b,所以0<-ab< (-b)2,所以
0<a2 <-ab<b2,故选A.
3.C 依题意可设买大竹子x 根,每根单
价为m 钱,购买小竹子(78-x)根,每
根单价为(m-1)钱,所以576=mx+
(78-x)(m-1),即78m+x =654,
即x =6(109-13m).因为0≤x ≤
78,所以 109-13m ≥0
,
6(109-13m)≤78,
即
m ≤
109
13
,
m ≥
96
13
,
即
96
13≤m ≤
109
13.
根据
选项知m =8,x =30,所以买大竹子
30根,每根8钱.故选C.
4.B 因为(7+ 2)2-(6+ 3)2 =
9+2 14-9-2 18<0,所以 7+
2< 6+ 3,所以 7- 3 < 6-
2,即b<c.又a-c=22- 6=
8- 6>0,故a>c.综上,a>c>b.
5.B 设4a-2b=m(a-b)+n(a+
b)= (m +n)a - (m -n)b,所 以
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]
解析:由1≤lg(xy)≤4,-1≤lg
x
y ≤
2,得1≤lg
x +lg
y ≤4,-1≤
lg
x-lg
y≤2,则lg
x2
y =
2lg
x-
lg
y =
1
2
(lg
x+lg
y)+
3
2
(lg
x-
lg
y),所以 -1≤lg
x2
y ≤
5.
11.9
解析:因 为x,y,z ∈ N*,x >y >
z>0,不妨先令z=1,则4z=4>
x+y,此时由于ymin =2,xmin =3,
(x+y)min =5>4,不合要求,舍去;
令z=2,则4z =8>x +y,此时
ymin =3,xmin =4,(x+y)min =7<
8,满足要求,故这些数学专著至少有
2+3+4=9(本).
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
-567-
hhh
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
.
课时作业4 基本不等式
1.D 对于A,当a=1,b= -1时,
b
a +
a
b = -2
,故A错误;对于B,因为(a-
b)2 ≥0,所 以a2 +b2 ≥2ab,所 以
a2+b2+2ab
4 ≥ab
,即 a+b
2
2
≥
ab,当且仅当a=b 时取等号,故B错
误;对于C,当a= -1,b= -1时,a+
b= -2<2 |ab|=2,故C错误;对
于D,因为(a+b)2≥0,所以a2+b2+
2ab≥0,即a2+b2≥-2ab,当且仅当
a= -b时取等号,故D正确.故选D.
2.C 当x>0时由基本不等式可得x+
1
x ≥2
,当且仅当x=
1
x
时取“=”,当
x2+1
x ≥2
时,x
2+1
x -2≥0
,可得
x2-2x+1
x ≥0
,即
(x-1)2
x ≥0
,解
得x>0,所以“x>0”是“
x2+1
x ≥2
”
的充要条件.故选C.
3.C 对于A,y =x2+2x+4= (x+
1)2+3≥3,当且仅当x = -1时取等
号,所以其最小值为3,A不符合题意;
对于B,因 为0<|sin
x|≤1,y =
|sin
x|+
4
|sin
x|≥
24=4,当且
仅当|sin
x|=2时取等号,等号取不
到,所以其最小值不为4,B不 符 合 题
意;对于C,因为函数定义 域 为 R,而
2x >0,y =2x +22-x =2x +
4
2x
≥
24=4,当且仅当2x =2,即x=1时
取等号,所以其最小值为4,C符合题
意;对于D,y=ln
x+
4
ln
x
,函数定义
域 为(0,1)∪(1,+∞),而ln
x∈R且
ln
x ≠0,如ln
x = -1,y= -5,D不
符合题意.
4.B 由于 a+b2
2
-
a2+b2
2 =
-
(a-b)2
4 ≤0⇒
a+b
2
2
≤
a2+b2
2
,
所以 m + n
2
2
≤
m+n
2 =
1
2
,即
m + n≤ 2,当且仅当m=n=
1
2
时等号成立.故选B.
5.A 由a+b=ab(a>1,b>1)得a+
b-ab-1= -1,因 式 分 解 得(a-
1)(b-1)=1,则(a-1)2+(b-1)2≥
2(a-1)(b-1)=2,当且仅当a =
b=2时取得最小值.故选A.
6.B (x+y)
1
x +
a
y =
1+a·
x
y +
y
x +a≥1+a+2a =
(a +1)2,当且仅当a·
x
y =
y
x
,即
ax2 = y2 时 等 号 成 立.∵(x +
y)
1
x +
a
y ≥9对任意正实数x,y
恒成立,∴(a +1)2 ≥9,∴a≥4,即
正实数a 的最小值为4.故选B.
7.ACD 对于A,因为a>b且
1
a <
1
b
,
所以a-b>0,
1
b -
1
a >0
,所以1
b -
1
a =
a-b
ab >0
,所以ab>0,所以A
正确;对于B,若a= -2,b= -1,则满
足a<b<0,此 时a2 =4,ab =2,
b2 =1,则a2>ab>b2,所以B错误;
对于C,因 为a >b >c >0,所 以
b+c
a+c -
b
a =
ab+ac-ab-bc
a(a+c) =
c(a-b)
a(a+c)>
0,所以ba <
b+c
a+c
,所以C
正确;对于D,因为1x +
4
y =
1(x>0,
y > 0), 所 以 x + y = (x +
y)
1
x +
4
y =5+ yx +4xy ≥5+
2 yx
·4x
y =
9,当且仅当yx =
4x
y
,
即x =3,y =6时取等号,所以D正
确.故选ACD.
8.BC 由已知得x+
(y+1)
m+1 =
1,
∴ 1x +
4
y+1=
1
x +
4
y+1 ·
x+(y+1)
m+1 =
1
m+1
· 1+4+
y+1
x +
4x
y+1 ≥ 9m+1=m+1,解
得m =2,当y+1=2x 时取等号,故
A错误;x(y+1)≤
x+y+1
2
2
=
4,∴m =3,当x =y+1时取等号,故
B正确;(x + y)2 ≤2(x +y)=
2m =m2,∴m =2,当x =y 时取等
号,故 C 正 确;对 于 D,y
2+9
x =
(4-x)2+9
x =x+
25
x -8≥2 25-
8=2,当x =5时取等号,又x+y=
4,且x,y ∈R+,∴ 等号取不到,故D
错误.故选BC.
9.BD 对于A,a,b∈R+,由2a+b=
1≥2 2ab,则ab ≤
1
8
,当 且 仅 当
2a=b=
1
2
时等号成立,故A错误;对
于B,因为a,b∈R+,2a+b=1,所以
0<a<
1
2
,由a2+b2 =a2+ (1-
2a)2 =5a-
2
5
2
+
1
5
,所以当a=
2
5
时,a2+b2 有最小值
1
5
,故B正确;
对于C,由1a +
1
b =
1
a +
1
b (2a+
b)=3+
b
a +
2a
b ≥3+2
b
a
·2a
b =
3+2 2,当 且 仅 当
b
a =
2a
b
即a =
2- 2
2
,b= 2-1时,等号成立,故C
错误;对 于 D,由b-1a-1 =
-2a
a-1 =
-2-
2
a-1
,因为0<a<
1
2
,所以
-568-