内容正文:
第一章集合、常用逻辑用语、不等式
§1.3 等式性质与不等式性质
【考情分析·探规律】
考点
三年考情(2021-2024)
命题趋势
考点1 不等式的性质
1. 梳理等式的性质,理解不等式的概念,掌握不等式的性质,能够利用不等式的性质比较不等式的大小关系。
2. 本节内容是新高考卷的常考内容,一般会结合条件等式考查拼凑思想来使用基本不等式求最值,或者和其他版块关联,难度中等偏上。
考点2 解不等式
2024·全国新Ⅰ卷,
2024·上海卷,
2023·全国新Ⅰ卷
【知识梳理】
1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
2.等式的性质
(1)对称性:如果a=b,那么b=a;
(2)传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
(3)可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么.
3.不等式的性质
(1)对称性:a>b⇔b<a;
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;
(3)同向可加性:a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c>b+d;
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(5)可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1);
(6)可开方性:a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
【名师点拨】
1.证明不等式的常用方法有:作差法、作商法、综合法、分析法、反证法、放缩法.
2.有关分式的性质
(1)若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0).
(2)若ab>0,则a>b⇔<.
【随堂训练】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)a>b⇔ac3>bc3.( )
(2)a=b⇔ac=bc.( )
(3)若>1,则a>b.( )
(4)a<x<b<0⇒<<.( )
2.(多选)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>
3.设M=2a2+5a+4,N=(a+1)(a+3),则M与N的大小关系为( )
A.M>N B.M=N
C.M<N D.无法确定
4.若实数a,b满足0<a<2,0<b<1,则a-b的取值范围是 .
【必练核心题型】
题型一 数(式)的大小比较
例1.(多选)下列不等式中正确的是( )
A.x2-2x>-3(x∈R)
B.a3+b3≥a2b+ab2(a,b∈R)
C.a2+b2>2(a-b-1)
D.<(b>a>0)
例2.若实数m,n,p满足m=4,n=5,p=,则( )
A.p<m<n B.p<n<m
C.m<p<n D.n<p<m
【变式训练】
变式1.已知c>1,且x=,y=,则x,y之间的大小关系是( )
A.x>y
B.x=y
C.x<y
D.x,y的关系随c而定
变式2.(多选)若a>b>0,那么下列不等式一定成立的是( )
A.> B.<
C.a>>b D.a+>b+
题型二 不等式的基本性质
例1.(多选)已知实数a,b,c,d,则下列命题中错误的是( )
A.若a>b,则ac>bc
B.若a>b,c>d,则a-c>b-d
C.若b<a<0,则>
D.若a>b,c>d,则ac<bd
例2.(多选)(2025·常德模拟)已知a>b>0,则下列不等式正确的是( )
A.a2>ab B.>
C.a+b+ln(ab)>2 D.a->b-
变式1.设a,b∈R,则“a<b<0”是“>”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
变式2.(多选)若a>b>0,c>d>0,则下列结论正确的是( )
A.ad>bc
B.a(a+c)>b(b+d)
C.<
D.ac+bd>ad+bc
题型三 不等式性质的综合应用
例1.(多选)已知-1<a<5,-3<b<1,则下列结论正确的是( )
A.-15<ab<5 B.-4<a+b<6
C.-2<a-b<8 D.-<<5
例2.公园的绿化率是指公园内的绿化面积与公园的面积之比.已知某公园的面积为a m2,绿化面积为b m2(0<b<a),现对该公园再扩建2x m2,其中绿化面积为x m2,则扩建后公园的绿化率与原来公园的绿化率相比( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.不确定
变式1.已知2<a<3,-2<b<-1,则2a-b的取值范围是( )
A.[6,7] B.(2,5) C.[4,7] D.(5,8)
变式2.手机屏幕面积与整机面积的比值叫手机的“屏占比”,它是手机外观设计中一个重要参数,其值通常在(0,1)之间.设计师将某手机的屏幕面积和整机面积同时增加相同的数量,升级为一款新的手机外观,则该手机“屏占比”和升级前比( )
A.不变 B.变小
C.变大 D.变化不确定
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第一章集合、常用逻辑用语、不等式
§1.3 等式性质与不等式性质
【考情分析·探规律】
考点
三年考情(2021-2024)
命题趋势
考点1 不等式的性质
1. 梳理等式的性质,理解不等式的概念,掌握不等式的性质,能够利用不等式的性质比较不等式的大小关系。
2. 本节内容是新高考卷的常考内容,一般会结合条件等式考查拼凑思想来使用基本不等式求最值,或者和其他版块关联,难度中等偏上。
考点2 解不等式
2024·全国新Ⅰ卷,
2024·上海卷,
2023·全国新Ⅰ卷
【知识梳理】
1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
2.等式的性质
(1)对称性:如果a=b,那么b=a;
(2)传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
(3)可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么.
3.不等式的性质
(1)对称性:a>b⇔b<a;
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;
(3)同向可加性:a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c>b+d;
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(5)可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1);
(6)可开方性:a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
【名师点拨】
1.证明不等式的常用方法有:作差法、作商法、综合法、分析法、反证法、放缩法.
2.有关分式的性质
(1)若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0).
(2)若ab>0,则a>b⇔<.
【随堂训练】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)a>b⇔ac3>bc3.( )
(2)a=b⇔ac=bc.( )
(3)若>1,则a>b.( )
(4)a<x<b<0⇒<<.( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√
【解析】(1)由不等式的性质,ac3>bc3⇒/ a>b;
反之,c≤0时,a>b⇒/ ac3>bc3.
(2)由等式的性质,a=b⇒ac=bc;
反之,c=0时,ac=bc⇒/ a=b.
(3)a=-3,b=-1,则>1,但a<b.
2.(多选)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>
【答案】ABD
【解析】C中,若a=-2,b=-1,则a2>ab>b2,故C错误.
3.设M=2a2+5a+4,N=(a+1)(a+3),则M与N的大小关系为( )
A.M>N B.M=N
C.M<N D.无法确定
【答案】A
【解析】因为M-N=(2a2+5a+4)-(a+1)(a+3)=a2+a+1=>0,所以M>N.
4.若实数a,b满足0<a<2,0<b<1,则a-b的取值范围是 .
【答案】(-1,2)
【解析】∵0<b<1,∴-1<-b<0,∵0<a<2,∴-1<a-b<2.
【解题技巧】
1.熟练应用两个倒数性质
(1)a<0<b⇒<;
(2)ab>0,a>b⇒<.
2.牢记四个常用不等式
若a>b>0,m>0,则:
(1)<;
(2)>(b-m>0);
(3)>;
(4)<(b-m>0).
【必练核心题型】
题型一 数(式)的大小比较
例1.(多选)下列不等式中正确的是( )
A.x2-2x>-3(x∈R)
B.a3+b3≥a2b+ab2(a,b∈R)
C.a2+b2>2(a-b-1)
D.<(b>a>0)
【答案】AD
【解析】∵x2-2x+3=(x-1)2+2≥2>0,
∴x2-2x>-3,故A正确;
a3+b3-a2b-ab2=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)(a2-b2)=(a-b)2(a+b).
∵(a-b)2≥0,a+b的符号不确定,
∴a3+b3与a2b+ab2的大小不确定,故B错误;
∵a2+b2-2a+2b+2=(a-1)2+(b+1)2≥0,
∴a2+b2≥2(a-b-1),故C错误;
用作差法比较,
∵b>a>0,∴>0,
∴<,故D正确.
例2.若实数m,n,p满足m=4,n=5,p=,则( )
A.p<m<n B.p<n<m
C.m<p<n D.n<p<m
【答案】A
【解析】因为实数m,n,p满足m=4,n=5,p=,则m>0,n>0,p>0,
所以·<1,所以m<n;
又·>1,所以m>p.
所以p<m<n.
【解题技巧】
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,利用函数的单调性比较大小.
【变式训练】
变式1.已知c>1,且x=,y=,则x,y之间的大小关系是( )
A.x>y
B.x=y
C.x<y
D.x,y的关系随c而定
【答案】C
【解析】方法一 由题设,易知x>0,y>0,又<1,∴x<y.
方法二 设f(x)=,定义域为[1,+∞),
则f(x)=,故f(x)为减函数,
又c+1>c>1,则f(c+1)<f(c),即x<y.
变式2.(多选)若a>b>0,那么下列不等式一定成立的是( )
A.> B.<
C.a>>b D.a+>b+
【答案】ACD
【解析】对于A,因为a>b>0,所以>0,故A正确;
对于B,>1>>0,故B错误;
对于C,a>b>0,>1,所以a>,因为>1,所以>b,所以a>>b,故C正确;
对于D,a+-b-=(a-b)>0,故D正确.
题型二 不等式的基本性质
例1.(多选)已知实数a,b,c,d,则下列命题中错误的是( )
A.若a>b,则ac>bc
B.若a>b,c>d,则a-c>b-d
C.若b<a<0,则>
D.若a>b,c>d,则ac<bd
【答案】ABD
【解析】对于A,当c=0时,ac=bc,故A错误;
对于B,不妨取a=2,b=1,c=-1,d=-2,满足a>b,c>d,但a-c=b-d,故B错误;
对于C,若b<a<0,则-b>-a>0,所以<,则>,故C正确;
对于D,取a=3,b=-5,c=1,d=-,此时ac>bd,故D错误.
例2.(多选)(2025·常德模拟)已知a>b>0,则下列不等式正确的是( )
A.a2>ab B.>
C.a+b+ln(ab)>2 D.a->b-
【答案】ABD
【解析】对于A,∵a>b>0,∴a2>ab,故A正确;
对于B,∵a>b>0,∴<,∴1+<1+,即0<<,∴>,故B正确;
对于C,令a=1,b=,则a+b+ln(ab)=1++ln <2,故C错误;
对于D,易得y=x-(x>0)为增函数,且a>b>0,故a->b-,故D正确.
【解题技巧】
判断不等式的常用方法
(1)利用不等式的性质逐个验证.
(2)利用特殊值法排除错误选项.
(3)作差法.
(4)构造函数,利用函数的单调性.
变式1.设a,b∈R,则“a<b<0”是“>”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
【答案】D
【解析】充分性:由a<b<0,可得-a>-b>0,则(-a)2>(-b)2>0,
即a2>b2>0,两边同乘,可得<,不满足充分性;
必要性:取特殊值a=1,b=2,满足>,但不满足a<b<0,不满足必要性,所以“a<b<0”是“>”的既不充分也不必要条件.
变式2.(多选)若a>b>0,c>d>0,则下列结论正确的是( )
A.ad>bc
B.a(a+c)>b(b+d)
C.<
D.ac+bd>ad+bc
【答案】BCD
【解析】对于A,取a=2,b=1,c=2,d=1,则ad=bc,故A错误;
对于B,由a>b>0,c>d>0,得a+c>b+d>0,则a(a+c)>b(b+d),故B正确;
对于C,由a>b>0,c>d>0,得ac>bd,
且<等价于<,
等价于>,等价于ac>bd,故C正确;
对于D,(ac+bd)-(ad+bc)=(ac-ad)+(bd-bc)=a(c-d)+b(d-c)=(c-d)(a-b)>0,
则ac+bd>ad+bc,故D正确.
题型三 不等式性质的综合应用
例1.(多选)已知-1<a<5,-3<b<1,则下列结论正确的是( )
A.-15<ab<5 B.-4<a+b<6
C.-2<a-b<8 D.-<<5
【答案】ABC
【解析】因为-1<a<5,-3<b<1,
所以-1<-b<3,
对于A,当0≤a<5,0≤b<1时,0≤ab<5;
当0≤a<5,-3<b<0时,0<-b<3,
则0≤-ab<15,即-15<ab≤0;
当-1<a<0,0≤b<1时,0<-a<1,
则0≤-ab<1,即-1<ab≤0;
当-1<a<0,-3<b<0时,0<-a<1,0<-b<3,则0<ab<3,
综上,-15<ab<5,故A正确;
对于B,-1-3=-4<a+b<5+1=6,故B正确;
对于C,-1-1=-2<a-b<5+3=8,故C正确;
对于D,当a=4,b=时,=8,故D错误.
例2.公园的绿化率是指公园内的绿化面积与公园的面积之比.已知某公园的面积为a m2,绿化面积为b m2(0<b<a),现对该公园再扩建2x m2,其中绿化面积为x m2,则扩建后公园的绿化率与原来公园的绿化率相比( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.不确定
【答案】D
【解析】原来公园的绿化率为,扩建后公园的绿化率为,
则,
所以与的大小与a,2b的大小有关,故扩建后公园的绿化率与原来公园的绿化率的变化情况不确定.
【解题技巧】
利用不等式的性质求代数式的取值范围的注意点
(1)必须严格运用不等式的性质.
(2)在多次运用不等式的性质时有可能扩大变量的取值范围,解决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,然后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.
变式1.已知2<a<3,-2<b<-1,则2a-b的取值范围是( )
A.[6,7] B.(2,5) C.[4,7] D.(5,8)
【答案】D
【解析】由题意可知4<2a<6,1<-b<2,所以5<2a-b<8.
变式2.手机屏幕面积与整机面积的比值叫手机的“屏占比”,它是手机外观设计中一个重要参数,其值通常在(0,1)之间.设计师将某手机的屏幕面积和整机面积同时增加相同的数量,升级为一款新的手机外观,则该手机“屏占比”和升级前比( )
A.不变 B.变小
C.变大 D.变化不确定
【答案】C
【解析】设原来手机屏幕面积为b,整机面积为a,
则屏占比为(a>b>0),设手机的屏幕面积和整机面积同时增加相同的数量为m(m>0),升级后屏占比为,∵a>b>0,
∴>0,
即该手机“屏占比”和升级前比变大.
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