内容正文:
3.1不等式性质
课程标准
学习目标
1.理解不等式的概念,"掌握不等式的基本性质。
2.培养运用不等式解决实际问题的能力。
3.提高对数学逻辑思维的认识。
1.重点:不等式的基本性质,不等式的运算规则
2.难点:不等式在实际问题中的应用
知识点01 基本事实
两个实数a,b,其大小关系有三种可能,即a>b,a=b,a<b.
依据
如果a>b⇔a-b>0.
如果a=b⇔a-b=0.
如果a<b⇔a-b<0.
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
【即学即练1】(24-25高一上·全国·课后作业)下面能表示“a与b的和是非正数”的不等式为( )
A. B.
C. D.
【即学即练2】(24-25高一上·上海·随堂练习)若,则,这是一个 命题.(填“真”或“假”)
知识点02不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
⇒ac>bc
c的符号
⇒ac<bc
5
同向可加性
⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
【即学即练3】(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)如果,,那么下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【即学即练4】(多选)(24-25高一上·全国·课后作业)给出下列命题,其中正确的命题是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
难点:取整问题
示例1:(20-21高二下·上海浦东新·期末)已知,定义:表示不小于的最小整数,如:,,,若,则的取值范围是 .
【题型1:由不等式的性质比较大小】
例1.(22-23高一上·江苏徐州·阶段练习)下列说法正确的是( ).
A.若,则 B.若,,则
C.若,,则 D.若,,则
变式1.(24-25高一上·广东梅州·开学考试)若、、,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
变式2.(23-24高一·上海·课堂例题)如果,那么下列不等式中成立的是( )
A.; B.; C.; D..
变式3.(23-24高一上·北京·期末)已知,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
变式4.(23-24高一上·上海黄浦·阶段练习)已知且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
变式5.(23-24高一上·云南昆明·期末)已知,则下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
变式6.(23-24高二下·浙江宁波·期末)已知,下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
变式7.(多选)(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)若, 则( )
A. B. C. D.
变式8.(多选)(23-24高二下·湖南·期中)已知且,.则下列关系一定成立的有( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
在高考中,不等式性质的判断题常有出现,一般我们判断此类问题主要采用两种方法:
其一:按照性质进行判断,此种方法要求我们对不等式性质有一个全面熟练的掌握。
其二:采用赋值法/特殊值法进行判断,此种方法对于证明假命题非常适用;
【题型2:作差法比较大小】
例2.(23-24高一下·安徽芜湖·开学考试)已知实数m,n,p满足,且,则下列说法正确的是()
A. B. C. D.
变式1.(23-24高二下·辽宁大连·期末)设的平均数为与的平均数为与的平均数为.若,则与的大小关系是( )
A. B.
C. D.不能确定
变式2.(24-25高一上·全国·随堂练习)若,设,,则M,N的大小关系是 .
变式3.(23-24高一·上海·课堂例题)设a、b为实数,比较与的值的大小.
变式4.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,求证:.
变式5.(23-24高一·上海·课堂例题)已知a、b为任意给定的正数,求证:,并指出等号成立的条件.
变式6.(23-24高一·上海·课堂例题)试比较下列各数的大小,并说明理由:
(1)与;
(2)与.
变式7.(23-24高一·上海·课堂例题)设x是实数,比较与的值的大小.
变式8.(23-24高一·上海·课堂例题)设,比较与的值的大小.
【方法技巧与总结】
作差比较法;若,则
【题型3:作商法比较大小】
例3.(23-24高一上·北京·阶段练习)设,,则 (填入“>”或“<”).
变式1.(21-22高二上·江西九江·阶段练习)若,则、、、中最小的是 .
变式2.(2020高一·上海·专题练习),则的大小关系为 .
变式3.(23-24高一·江苏·假期作业)已知,试比较和的大小.
变式4.(22-23高一·全国·课后作业)若,求证:.
变式5.(21-22高一上·上海徐汇·阶段练习)已知,试比较与的大小.
变式6.(2020高一·上海·专题练习)已知,比较与的大小
变式7.(2020高三·上海·专题练习)已知,求证:.
【方法技巧与总结】
利用作商比较法.当,,且时,.
【题型4:直接法求不等式的取值范围】
例4.(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)已知, 则的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式1.(25-26高一上·全国·课后作业)已知,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
变式2.(24-25高一上·全国·假期作业)已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式3.(多选)(23-24高一上·吉林延边·阶段练习)已知实数x,y满足,,则( )
A. B.
C. D.
变式4.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,则的取值范围为 .
变式5.(20-21高一·全国·课后作业)若,则的取值范围为 .
变式6.(23-24高一上·浙江杭州·期末)若实数,满足,则的取值范围为 .
变式7.(24-25高一上·上海·课后作业)已知,,求下列各式的取值范围.
(1);
(2);
(3);
(4).
变式8.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知,,求及的取值范围.
【方法技巧与总结】
由不等式的同向可加性和同向同正可乘性直接求解
【题型5:待定系数法求不等式的取值范围】
例5.(23-24高一上·山东菏泽·阶段练习)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式1.(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
变式2.(多选)(23-24高一上·四川绵阳·阶段练习)已知,则的取值可以为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
变式3.(2022高一上·全国·专题练习)已知,,则的取值范围为 .
变式4.(23-24高一上·河北·期末)已知,,则的取值范围是 .
变式5.(23-24高一上·陕西西安·阶段练习)实数,满足,.则的取值范围是 .
变式6.(23-24高一上·浙江温州·期中)设实数x,y满足,,则的取值范围为 .
变式7.(23-24高一上·河南省直辖县级单位·阶段练习)已知,满足,试求的取值范围.
变式8.(23-24高一上·安徽黄山·阶段练习)已知实数、,满足,求的取值范围.
【方法技巧与总结】
由待定系数法确定其系数,进行不等式范围的求解
【题型6:由不等式的性质证明不等式】
例6.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,.求证:.
变式1.(23-24高一·上海·课堂例题)设,求证:是的充要条件.
变式2.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,求证.
变式3.(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)已知,,求证:;
(2)已知,,求证:.
变式4.(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)已知,求证:;
(2)已知,,,求证:.
变式5.(2024高三·全国·专题练习)已知为正实数.求证:.
变式6.(23-24高一上·河北保定·阶段练习)设,,.
(1)证明:;
(2)若,证明.
变式7.(23-24高一上·陕西榆林·期中)证明下列不等式:
(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:.
一、单选题
1.(22-23高一上·福建泉州·期中)若,且,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·上海·单元测试)若,,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
3.(21-22高一上·广东湛江·期中)已知,,则,,的大小关系式( )
A. B. C. D.
4.(21-22高一上·广东湛江·期末)下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
5.(24-25高一上·上海·单元测试)是的( ).
A.充分非必要条件
B.必要非充分条件
C.充要条件
D.既非充分又非必要条件
6.(2024高一上·山东·专题练习)已知 ,则下列结论错误的是( )
A.的取值范围为 B.的取值范围为
C.的取值范围为 D.取值范围为
7.(24-25高一上·全国·单元测试)已知,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,记,,则与的大小关系是( ).
A. B.
C. D.不确定
二、多选题
9.(23-24高一上·云南曲靖·期末)若,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高一上·广西贺州·期末)若,,则下列不等关系正确的是( )
A. B. C. D.
11.(23-24高一上·江苏无锡·期末)十六世纪中叶,英国数学教育家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“<”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.下列关于不等式的命题,正确的是( )
A.如果,,那么
B.如果,那么
C.若,,则
D.如果,,,那么
三、填空题
12.(24-25高一上·上海·随堂练习),则 .
13.(24-25高一上·上海·随堂练习)比较大小: .
14.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知a,,则下列选项中能使成立的是 ,能使成立的是 (填上正确的序号).
① ② ③ ④
四、解答题
15.(23-24高一上·河北保定·阶段练习)(1)当p,q都为正数且时,试比较代数式与的大小.
(2)已知,求的取值范围.
16.(24-25高一上·上海·课堂例题)比较下列各组中两式的大小:
(1)已知,试比较与的大小;
(2)已知,比较与的大小.
17.(23-24高一上·广东揭阳·期中)实数a,b满足,.
(1)求实数a,b的取值范围;
(2)求的取值范围.
18.(2024高一下·浙江·专题练习)某家电生产企业根据市场调查分析,决定调整产品生产方案,准备每周(按120个工时计算)生产空调器、彩电、冰箱共360台,且冰箱至少生产60台,已知生产这些家电产品每台所需工时和每台产值如下表
家电名称
空调
彩电
冰箱
工时
产值(千元)
4
3
2
问每周应生产空调器、彩电、冰箱各多少台,才能使产值最高?最高产值是多少(以千元为单位)?
19.(19-20高一上·上海闵行·期中)符号表示不大于x的最大整数,例如,,
(1)已知方程的解集为M,不等式的解集为N,求M、N;
(2)设方程的解集为A,求A;
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3.1不等式性质
课程标准
学习目标
1.理解不等式的概念,"掌握不等式的基本性质。
2.培养运用不等式解决实际问题的能力。
3.提高对数学逻辑思维的认识。
1.重点:不等式的基本性质,不等式的运算规则
2.难点:不等式在实际问题中的应用
知识点01 基本事实
两个实数a,b,其大小关系有三种可能,即a>b,a=b,a<b.
依据
如果a>b⇔a-b>0.
如果a=b⇔a-b=0.
如果a<b⇔a-b<0.
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
【即学即练1】(24-25高一上·全国·课后作业)下面能表示“a与b的和是非正数”的不等式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据非正数含义即可得到答案.
【详解】因为非正数小于等于0,则能表示“a与b的和是非正数”的不等式为.
故选:C.
【即学即练2】(24-25高一上·上海·随堂练习)若,则,这是一个 命题.(填“真”或“假”)
【答案】真
【分析】先得出同号,在得出同为正数.
【详解】由,知为同号,
又,知,
所以这是一个真命题.
故答案为:真
知识点02不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
⇒ac>bc
c的符号
⇒ac<bc
5
同向可加性
⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
【即学即练3】(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)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.
【即学即练4】(多选)(24-25高一上·全国·课后作业)给出下列命题,其中正确的命题是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】ABC
【分析】由不等式的性质直接判断A,由作差法判断BC,举反例判断D.
【详解】对于A,若,则,否则,矛盾,所以,所以,故A正确;
对于B,若,则,即,故B正确;
对于C,若,则,
因为当且仅当,所以显然不可能(因为),
所以,所以,即,故C正确;
对于D,若,则,故D错误.
故选:ABC.
难点:取整问题
示例1:(20-21高二下·上海浦东新·期末)已知,定义:表示不小于的最小整数,如:,,,若,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由已知得,再利用的定义分类讨论可得其范围,解不等式可得解.
【详解】由,可得,即;
当时,即时,(舍去);
当时,即时,,满足题意;
当时,即时,(舍去);
同理可知,当或时不合题意,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
【题型1:由不等式的性质比较大小】
例1.(22-23高一上·江苏徐州·阶段练习)下列说法正确的是( ).
A.若,则 B.若,,则
C.若,,则 D.若,,则
【答案】D
【分析】对于A,举一个反例即可;对于B,先由得,再由得;对于C,举一个反例即可;对于D,作差,根据差值的正负即可判断.
【详解】对于A,若,不一定有,如当时,故A错误;
对于B,因为,所以,
又因为,所以,故B错误;
对于C,若,,则不一定成立,
如当,时,,此时,故C错误;
对于D, ,
因为,,所以,
所以,故,故D正确.
故选:D.
变式1.(24-25高一上·广东梅州·开学考试)若、、,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用不等式的性质依次分析选项即可求解.
【详解】对于A,B,取,,则,,故A,B错误;
对于C,因为,,所以,故C正确;
对于D,取,则,故D错误;
故选:C
变式2.(23-24高一·上海·课堂例题)如果,那么下列不等式中成立的是( )
A.; B.; C.; D..
【答案】B
【分析】利用不等式的性质比较大小逐一判断即可.
【详解】对于A:由得,错误;
对于B:由,则有,即,正确;
对于C:由得,则根据不等式的性质有,即,
由可得,错误;
对于D:由得,则,即,错误.
故选:B
变式3.(23-24高一上·北京·期末)已知,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【分析】由条件结合充分条件和必要条件的定义判断.
【详解】由,可得:
若,则,当时,,故不能推出;
若,则当时,,可得,也不能推出.
综上所述,“”是“”的既不充分也不必要条件.
故选:D.
变式4.(23-24高一上·上海黄浦·阶段练习)已知且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的基本性质判断D;举例说明即可判断ABC.
【详解】A:当时,,故A错误;
B:当时,满足,但不成立,故B错误;
C:当时,,故C错误;
D:由,得,故D正确.
故选:D
变式5.(23-24高一上·云南昆明·期末)已知,则下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【分析】根据题意,结合不等式的基本性质,以及特例和作差比较法,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,例如:,满足,但,所以A不正确;
对于B中,例如:,满足,但,所以B不正确;
对于C中,由,
因为,可得且,所以,所以C正确;
对于D中,由,可得,可得,
所以,所以D不正确.
故选:C.
变式6.(23-24高二下·浙江宁波·期末)已知,下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用作差法即可判断A,利用不等式的性质即可判断B,举出反例即可判断CD.
【详解】对于A,,
因为,所以,
所以,
所以,故A错误;
对于B,因为,所以,
所以,故B正确;
对于C,当时,,故C错误;
对于D,当时,,故D错误.
故选:B.
变式7.(多选)(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)若, 则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】AD选项,可举出反例;BC选项,可根据不等式的性质得到.
【详解】A选项,不妨令,,此时,A错误;
B选项,因为,所以,B正确.
C选项,由不等式的性质得,C正确.
D选项,当时,,D错误.
故选:BC
变式8.(多选)(23-24高二下·湖南·期中)已知且,.则下列关系一定成立的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据不等式的性质即可判断A选项,利用特殊值法可排除BC,利用作差比较法可判断D选项.
【详解】由题意可知,,
对于A,由,,
根据同向可加性得,故A正确;
对于B,取,验证B错误;
对于C,若,等式不成立,故C错误;
对于D,两式做差得,
因为,
所以,
所以,故D正确.
故选:AD.
【方法技巧与总结】
在高考中,不等式性质的判断题常有出现,一般我们判断此类问题主要采用两种方法:
其一:按照性质进行判断,此种方法要求我们对不等式性质有一个全面熟练的掌握。
其二:采用赋值法/特殊值法进行判断,此种方法对于证明假命题非常适用;
【题型2:作差法比较大小】
例2.(23-24高一下·安徽芜湖·开学考试)已知实数m,n,p满足,且,则下列说法正确的是()
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,将所给等式变形,得到,推导出,然后利用作差法比较大小,结合二次函数的性质证出,从而得出正确结论.
【详解】因为,
移项得,
所以,
可得,
由,得,
可得,
可得.
综上所述,不等式成立,
故选:B.
变式1.(23-24高二下·辽宁大连·期末)设的平均数为与的平均数为与的平均数为.若,则与的大小关系是( )
A. B.
C. D.不能确定
【答案】B
【分析】根据题意可得,利用作差法比较大小.
【详解】由题意可知:,
则,
因为,则,
可得,即.
故选:B.
变式2.(24-25高一上·全国·随堂练习)若,设,,则M,N的大小关系是 .
【答案】
【分析】根据题意结合作差法分析判断.
【详解】因为,,
则,
且,则,
可得,即.
故答案为:.
变式3.(23-24高一·上海·课堂例题)设a、b为实数,比较与的值的大小.
【答案】
【分析】利用作差法得到,进而即可比较.
【详解】由,
又a、b为实数,,,则,
所以.
变式4.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】结合立方和公式及,利用作差法即可证明.
【详解】 ,
因为,所以,又,所以,
所以.
变式5.(23-24高一·上海·课堂例题)已知a、b为任意给定的正数,求证:,并指出等号成立的条件.
【答案】证明见详解;等号成立的条件为
【分析】利用作差法可得,进而分析证明,且可知等号成立的条件.
【详解】由题意可知:,
因为,则,且,当且仅当时,等号成立,
所以,即,
等号成立的条件为.
变式6.(23-24高一·上海·课堂例题)试比较下列各数的大小,并说明理由:
(1)与;
(2)与.
【答案】(1) ,理由见解析
(2) ,理由见解析
【分析】(1)作差法比较大小;
(2)两式平方比较大小;
【详解】(1)
理由: ,
估算是,估算是,所以,
因此 .
(2)
理由:将两式平方,
,显然,
所以 .
变式7.(23-24高一·上海·课堂例题)设x是实数,比较与的值的大小.
【答案】
【分析】通过差比较法证得两者的大小关系.
【详解】,,
因为,所以,
即.
变式8.(23-24高一·上海·课堂例题)设,比较与的值的大小.
【答案】
【分析】利用作差法比较大小.
【详解】
,
因为,所以,
所以,所以.
【方法技巧与总结】
作差比较法;若,则
【题型3:作商法比较大小】
例3.(23-24高一上·北京·阶段练习)设,,则 (填入“>”或“<”).
【答案】
【分析】由均大于0,可用作商法,再化简后与1作大小比较,即可得出答案.
【详解】∵,即.
又,
.
故答案为:>.
变式1.(21-22高二上·江西九江·阶段练习)若,则、、、中最小的是 .
【答案】
【分析】利用作商法以及不等式的性质求解即可.
【详解】因为,所以,,
因为,,所以,
即
故答案为:
变式2.(2020高一·上海·专题练习),则的大小关系为 .
【答案】≥
【分析】用作商法比较的大小关系,化简即可得结果.
【详解】因为, 则
由
所以
故答案为:
变式3.(23-24高一·江苏·假期作业)已知,试比较和的大小.
【答案】
【分析】方法1:采用作商比较法,结合分母有理化即可求解;方法2:先计算,从而可得,进而可求解.
【详解】(方法1)因为,所以.
所以.
因为,所以,即;
(方法2)所以,
又,
所以 , 所以.
变式4.(22-23高一·全国·课后作业)若,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】作商法证明不等式.
【详解】证明:∵a>b>0,
∴,且.
∴作商得:.
∴.
变式5.(21-22高一上·上海徐汇·阶段练习)已知,试比较与的大小.
【答案】
【分析】利用两个数都大于0,直接利用作商比较其大小即可.
【详解】,
,.
两数作商
,
.
变式6.(2020高一·上海·专题练习)已知,比较与的大小
【答案】
【分析】利用作商法比大小.
【详解】,
同理,,
从而,
即>.
变式7.(2020高三·上海·专题练习)已知,求证:.
【答案】见解析
【分析】利用作商法得到等式,再判断,,得到证明.
【详解】.
,,,,,,.
,同理得,,.
又,.
【点睛】本题考查了作商法证明不等式,意在考查学生的计算能力和推断能力.
【方法技巧与总结】
利用作商比较法.当,,且时,.
【题型4:直接法求不等式的取值范围】
例4.(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)已知, 则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出的取值范围,求出的取值范围.
【详解】由题意得,所以.
故选:B.
变式1.(25-26高一上·全国·课后作业)已知,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的性质计算可得.
【详解】由题意可知,,
所以.
故选:D.
变式2.(24-25高一上·全国·假期作业)已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式倒数性质求的范围,然后同向不等式相乘可解.
【详解】因为,所以,,
又,所以.
故选:D.
变式3.(多选)(23-24高一上·吉林延边·阶段练习)已知实数x,y满足,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】由不等式的性质直接求解.
【详解】因为,,则,,故A、C正确;
由题,故,B错误;
,则,故,D正确;
故选:ACD.
变式4.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据不等式性质可得的取值范围.
【详解】因为,,
所以;
即的取值范围为.
故答案为:.
变式5.(20-21高一·全国·课后作业)若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据已知条件结合不等式性质求范围即可.
【详解】因为,所以,
又因为,所以.
故答案为:.
变式6.(23-24高一上·浙江杭州·期末)若实数,满足,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由不等式的加法性质可求.
【详解】由,,,
则,,,
又,所以,
所以的取值范围为.
故答案为:.
变式7.(24-25高一上·上海·课后作业)已知,,求下列各式的取值范围.
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)利用不等式的加法性质即可求解.
(2)利用不等式的减法性质即可求解.
(3)利用不等式的乘法性质即可求解.
(4)利用不等式的除法性质即可求解.
【详解】(1)∵,∴.又∵,∴.
(2)∵,∴.又∵,∴.
(3)∵,,∴.
(4)∵,∴.由,可得.
变式8.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知,,求及的取值范围.
【答案】,.
【分析】根据给定条件,利用不等式的性质求出范围即可.
【详解】由,得,又,所以;
由,,得,,所以.
【方法技巧与总结】
由不等式的同向可加性和同向同正可乘性直接求解
【题型5:待定系数法求不等式的取值范围】
例5.(23-24高一上·山东菏泽·阶段练习)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,利用待定系数法求得,利用不等式的性质即可求的取值范围.
【详解】设,
所以,解得,即可得,
因为,,
所以 ,
故选:A.
变式1.(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用和范围求出,然后利用不等式的性质求解即可
【详解】由,,
得,即,
,
所以,即,
故选:D
变式2.(多选)(23-24高一上·四川绵阳·阶段练习)已知,则的取值可以为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】ABC
【分析】设出,求出,再利用不等式的性质求解.
【详解】设,
则,解得,
,
,
,
即,
故选:ABC.
变式3.(2022高一上·全国·专题练习)已知,,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用待定系数法可得,利用不等式的基本性质可求得的取值范围.
【详解】解:设,
所以,解得,
因为,,
则,
因此,.
故答案为:.
变式4.(23-24高一上·河北·期末)已知,,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由不等式的性质求解.
【详解】,,
设,
所以,解得:,
所以,
又,
所以,即的取值范围是.
故答案为:
变式5.(23-24高一上·陕西西安·阶段练习)实数,满足,.则的取值范围是 .
【答案】
【分析】设,求出、,再根据不等式的性质计算可得.
【详解】设,所以,解得,
即,
因为,所以,
又,所以,
所以,即的取值范围是.
故答案为:
变式6.(23-24高一上·浙江温州·期中)设实数x,y满足,,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用待定系数法得出,结合不等式的基本性质即可得解.
【详解】设,
则,解得,所以,
因为,,所以,,
所以,即.
因此的取值范围是.
故答案为:.
变式7.(23-24高一上·河南省直辖县级单位·阶段练习)已知,满足,试求的取值范围.
【答案】.
【分析】根据不等式的性质结合条件得出答案.
【详解】设,
比较,的系数,得,解得,
,
又,,
,
故的取值范围是.
变式8.(23-24高一上·安徽黄山·阶段练习)已知实数、,满足,求的取值范围.
【答案】
【分析】利用待定系数法,结合不等式的基本性质即可求解.
【详解】设,
,解得,
所以,
因为,
所以
所以,即,
因此,的取值范围是.
【方法技巧与总结】
由待定系数法确定其系数,进行不等式范围的求解
【题型6:由不等式的性质证明不等式】
例6.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用不等式的性质求证即可.
【详解】因为,所以,
因为,所以,
即,
即
变式1.(23-24高一·上海·课堂例题)设,求证:是的充要条件.
【答案】证明见详解
【分析】根据充分必要条件的定义分别证明即可.
【详解】①证明充分性,已知:, ,求证:,
证明:因为,所以,
则不等式两边同时乘以,不等号的方向不变,
即,即,故充分性得证;
②证明必要性,已知:,,求证:,
证明:因为,
所以不等式两边同时乘以,不等号的方向不变,
即,即,故必要性得证;
综上,若,则:是的充要条件.
变式2.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,求证.
【答案】证明见解析
【分析】由不等式的性质直接证明即可.
【详解】证明:因为,,所以,
又因为,,所以,
由不等式传递性,.
变式3.(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)已知,,求证:;
(2)已知,,求证:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)利用不等式性质4,5得出,再取倒数,再利用性质6即可证明;
(2)对不等式进行等价变形,利用分析法的思路来转化证明不等式.
【详解】证明:(1)因为,所以.
又.所以,所以.
又因为,
所以.
(2)因为,要证,只需证明,
展开得,
即,
因为成立,
所以成立.
变式4.(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)已知,求证:;
(2)已知,,,求证:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)(2)利用不等式的性质推理即得.
【详解】(1)由,得,则,
又,则,即,
不等式两边同乘,得,
而,所以.
(2)由,,得,即,
又,所以.
变式5.(2024高三·全国·专题练习)已知为正实数.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】根据题意,化简得到,结合不等式的性质,即可得证.
【详解】证明:因为,
又因为,所以,当且仅当时等号成立,
所以.
变式6.(23-24高一上·河北保定·阶段练习)设,,.
(1)证明:;
(2)若,证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据表示出,结合的符号可证结论;
(2)利用作差比较法得,进而可证结论.
【详解】(1)证明:∵,
∴.
a,b,c不同时为,则,∴;
(2).
∵,取等号的条件为,
而,∴等号无法取得,即,
又,∴,∴.
变式7.(23-24高一上·陕西榆林·期中)证明下列不等式:
(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)依题意可得,再根据不等式的性质证明;
(2)利用作差法证明即可.
【详解】(1),即,
,则.
(2),
,
,
则,
一、单选题
1.(22-23高一上·福建泉州·期中)若,且,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的基本性质推导相关结论.
【详解】对A:当时,由不能推出,所以A错误;
对B:当,时,由不能推出,所以B错误;
对C:当时,由不能推出,所以C错误;
对D:由 ,又,所以,所以D正确.
故选:D
2.(25-26高一上·上海·单元测试)若,,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助不等式的性质可得A;举出反例可得B、C、D.
【详解】对A:由,,则,故A正确;
对B:取,,则有,故B错误;
对C:取,,则有,故C错误;
对D:取,,则有,故D错误.
故选:A.
3.(21-22高一上·广东湛江·期中)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.
4.(21-22高一上·广东湛江·期末)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.
5.(24-25高一上·上海·单元测试)是的( ).
A.充分非必要条件
B.必要非充分条件
C.充要条件
D.既非充分又非必要条件
【答案】A
【分析】根据充分条件和必要条件的定义分析判断.
【详解】当时,成立,
而当时,不一定成立,
如时,满足,而不成立,
所以是的充分不必要条件.
故选:A
6.(2024高一上·山东·专题练习)已知 ,则下列结论错误的是( )
A.的取值范围为 B.的取值范围为
C.的取值范围为 D.取值范围为
【答案】B
【分析】根据不等式的性质依次讨论各选项即可得答案.
【详解】因为,,
所以,,,
所以的取值范围为,的取值范围为,故A正确,B错误;
因为,,
所以,,,
所以的取值范围为,的取值范围为,故C正确,D正确.
故选:B
7.(24-25高一上·全国·单元测试)已知,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】用整体的思想,将用这两个整体表示,再根据不等式的性质运算即可.
【详解】设,
即,
所以
解得,
所以
因为,
所以,
所以,
即,
故选:D.
8.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,记,,则与的大小关系是( ).
A. B.
C. D.不确定
【答案】B
【分析】通过作差法并结合,即可判断的大小.
【详解】由作差法得,
因为,,
所以,,
所以,
所以,
所以.
故选:B.
二、多选题
9.(23-24高一上·云南曲靖·期末)若,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】利用不等式的性质判断A、B、D,由特殊值判断C.
【详解】对于A,由及不等式的性质可知,故A正确;
对于B,由,及不等式的性质可知,故B正确;
对于C,若,可得,故C错误;
对于D,由及,可得,故D正确.
故选:ABD.
10.(23-24高一上·广西贺州·期末)若,,则下列不等关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】直接利用不等式的性质判断ABC,作差法判断D.
【详解】对A, ,,由不等式性质易知 ,故A正确;
对B, ,,则,故B正确;
对C, ,,由不等式性质易知,故C错误;
对D, 若,则, 故D正确.
故选:ABD.
11.(23-24高一上·江苏无锡·期末)十六世纪中叶,英国数学教育家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“<”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.下列关于不等式的命题,正确的是( )
A.如果,,那么
B.如果,那么
C.若,,则
D.如果,,,那么
【答案】AD
【分析】根据不等式的性质逐个选项推导即可.
【详解】对A,如果,,则,那么,故A正确;
对B,如果,那么,则,故B错误;
对C,若,,则,故C错误;
对D,如果,,,则,故,
则,,故D正确;
故选:AD
三、填空题
12.(24-25高一上·上海·随堂练习),则 .
【答案】
【分析】通过作差法即可判断.
【详解】由作差法得,
所以.
故答案为:.
13.(24-25高一上·上海·随堂练习)比较大小: .
【答案】>
【分析】利用作差法比较大小即可.
【详解】因为,
所以.
故答案为:>.
14.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知a,,则下列选项中能使成立的是 ,能使成立的是 (填上正确的序号).
① ② ③ ④
【答案】 ①④ ②④
【分析】由不等式的性质逐一判断即可求解.
【详解】①得,
④得,
故能使成立的是①④;
,则,
由②故,由④,
故,故能使成立的是②④.
故答案为:①④,②④.
四、解答题
15.(23-24高一上·河北保定·阶段练习)(1)当p,q都为正数且时,试比较代数式与的大小.
(2)已知,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用作差比较法比较大小即可;
(2)先利用表示出,结合的范围可得答案.
【详解】(1).
因为,所以,,
所以.
因为,都为正数,所以,
因此,当且仅当时等号成立.
(2)由题意可设,
则,解得,,
因为,
所以,,
则,故答案为.
16.(24-25高一上·上海·课堂例题)比较下列各组中两式的大小:
(1)已知,试比较与的大小;
(2)已知,比较与的大小.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)(2)利用作差法比较大小即得.
【详解】(1)依题意,,由,得,
则,且,即,
所以.
(2)依题意,
,
由,得,而,因此,
所以.
17.(23-24高一上·广东揭阳·期中)实数a,b满足,.
(1)求实数a,b的取值范围;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1) 应用不等式性质线性运算可得;
(2)用已知式子表示所求式子结合不等式性质线性运算即可.
【详解】(1)∵,
∴,.
(2),
因为,所以,
又,所以,
所以.
18.(2024高一下·浙江·专题练习)某家电生产企业根据市场调查分析,决定调整产品生产方案,准备每周(按120个工时计算)生产空调器、彩电、冰箱共360台,且冰箱至少生产60台,已知生产这些家电产品每台所需工时和每台产值如下表
家电名称
空调
彩电
冰箱
工时
产值(千元)
4
3
2
问每周应生产空调器、彩电、冰箱各多少台,才能使产值最高?最高产值是多少(以千元为单位)?
【答案】空调30,彩电270,冰箱30,最高产值1050.
【分析】设每周应生产空调、彩电、冰箱的数量分别为x台、y台、z台,建立三元一次方程组,则总产值.由于每周冰箱至少生产60台,即,所以.又生产空调器、彩电、冰箱共360台,故有台,即可求得,具体的x,y,z的值.
【详解】解:设每周应生产空调、彩电、冰箱的数量分别为台、台、台,则有
总产值
,而,
,
即.
故每周生产空调30,彩电270,冰箱30,最高产值1050.
19.(19-20高一上·上海闵行·期中)符号表示不大于x的最大整数,例如,,
(1)已知方程的解集为M,不等式的解集为N,求M、N;
(2)设方程的解集为A,求A;
【答案】(1) ,;(2)
【分析】(1)将表示为,结合的取值范围,,通过解不等式即可求解;
(2)利用,得到,分类讨论的值,去掉绝对值,即可求出解集.
【详解】(1)记符号表示x的小数部分,且
即 ,故集合
由于,则
,故集合
(2)
由于,则
故
当时,
即
当时,,不满足题意;
当时,
即
综上所述,集合
【点睛】本题主要考查了取整方程以及取整不等式的解法,关键是利用进行转换,从而解决不等式或方程,属于中档题.
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