内容正文:
数 学
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
第3讲 不等关系与不等式性质
1.理解用作差法比较两个实数大小的理论依据.
2.理解不等式的概念.
3.理解不等式的性质,掌握不等式性质的简单应用.
[对应学生用书P9]
1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
2.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).
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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,且a>b⇔<.
|思考辨析|
答案 (1) √
答案 (2) ×
答案 (3) ×
答案 (4) ×
3.(人A必修第一册P42习题2.1T5改编)已知2<a<3,-2<b<-1,则2a-b的取值范围为 ( )
A.(0,2) B.(2,5)
C.(5,8) D.(6,7)
解析 2<a<3,-2<b<-1,故4<2a<6,1<-b<2,得5<2a-b<8.
答案 C
|易错自纠|
4.(忽视差的取值范围致误)若x∈R,则a=与b=的大小关系为 .
解析 a-b=-==≥0,当x=1时,等号成立.
所以a≥b.
答案 a≥b
5.(求取值范围考虑不周致误)已知实数x,y满足1<x<y<3,则y-x的取值范围是 .
解析 因为1<x<y<3,所以y-x>0.又y<3,-x<-1,所以y-x<2,所以0<y-x<2.
答案 (0,2)
[对应学生用书P10]
考点1 比较代数式的大小(师生共研)
[例1] (1)已知a<0,b<0,比较大小:+ a+b.
解析 -(a+b)===,
又a<0,b<0,a+b<0,∴≤0,∴-(a+b)≤0.
答案 ≤
判断两数(式)大小的方法
(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④结论.
(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④结论.
考点2 不等式的性质及应用(师生共研)
[例2] (1)(多选)已知<<0,则下列不等关系中正确的是 ( )
A.ab>a-b B.ab<-a-b
C.+>2 D.>
解析 对于A,由<<0,得b<a<0,当a=-,b=-2时,A错误;
对于B,当a=-2,b=-3时,B错误;
对于C,由<<0,得b<a<0,根据基本不等式知,C正确;
对于D,由<<0,得b<a<0,所以b2>a2.因为-=>0,所以D正确.
答案 CD
(2)(多选)(2024·广东汕头·模拟)已知a,b,c满足c<a<b,且ac<0,那么下列各式中一定成立的是 ( )
A.ac(a-c)>0 B.c(b-a)<0
C.cb2<ab2 D.ab>ac
解析 因为a,b,c满足c<a<b,且ac<0,所以c<0,a>0,b>0,a-c>0,b-a>0,
所以ac(a-c)<0,c(b-a)<0,cb2<ab2,ab>ac,故选BCD.
答案 BCD
解决此类题目常用的三种方法:
(1)直接利用不等式的性质逐个验证,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件;
(2)利用特殊值法排除错误答案;
(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.
利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,但应注意两点:
一是必须严格运用不等式的性质;
二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.解决的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,最后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.
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1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)两个实数a,b之间,有且只有a>b,a=b,a<b三种关系中的一种.( )
(2)若>1,则b>a.( )
(3)同向不等式具有可加性和可乘性.( )
(4)若>,则b<a.( )
|教材衍化|
2.(人A必修第一册P43T8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 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.
答案 D
(2)(2024·包头模拟)若实数m,n,p满足m=4e,n=5e,p=,则( )
A.p<m<n B.p<n<m
C.m<p<n D.n<p<m
解析 ∵实数m,n,p满足m=4e,n=5e,p=,
∴p<m<n.故选A.
答案 A
变式训练
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.若a>b>0,则a2-b2>-
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;a2-b2-=(a-b)(a+b)-=(a-b)>0,故选项D正确.
答案 AD
2.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
解析 由题设,易知x,y>0,又==<1,∴x<y.
答案 C
变式训练
1.设a,b,c,d为实数,且c<d,则“a<b”是“a-c<b-d”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 由a<b不能推出a-c<b-d,如a=2,b=3,c=0,d=1,满足a<b,但是a-c=b-d,故充分性不成立;当a-c<b-d时,又c<d,可得a-c+c<b-d+d,即a<b,故必要性成立,所以“a<b”是“a-c<b-d”的必要不充分条件.
答案 B
2.(多选)若a>b>0,则下列不等式中正确的是( )
A.<
B.-a2<-ab
C.ln |a-1|>ln |b-1|
D.2a-b>1
解析 因为a>b>0,>0,所以>,
即<,故A正确;
因为a>b>0,-a<0,所以-a2<-ab,故B正确;
若a=,b=,ln |a-1|=ln |b-1|=ln ,故C不正确;
因为a-b>0,所以2a-b>20=1,故D正确.
答案 ABD
考点3 不等式性质的综合应用(师生共研)
[例3] (多选)(2024·云南昆明·高三模拟)已知1≤a≤2,3≤b≤5,则( )
A.a+b的取值范围为[4,7]
B.b-a的取值范围为[2,3]
C.ab的取值范围为[3,10]
D.的取值范围为
解析 因为1≤a≤2,3≤b≤5,所以4≤a+b≤7,-2≤-a≤-1,1≤b-a≤4,所以a+b的取值范围为[4,7],b-a的取值范围为[1,4],故A选项正确,B选项错误;因为1≤a≤2,3≤b≤5,所以3≤ab≤10,≤≤,≤≤,所以ab的取值范围为[3,10],的取值范围为,故C选项正确,D选项错误.
答案 AC
变式训练
1.已知角α,β满足-<α-β<,0<α+β<π,则3α-β的取值范围是________.
解析 设3α-β=m(α-β)+n(α+β),则3α-β=(m+n)α+(n-m)β.
∴解得∴3α-β=2(α-β)+(α+β).
由-<α-β<得-π<2(α-β)<π,又∵0<α+β<π,∴-π<3α-β<2π.
答案 (-π,2π)
2.已知-1≤x+y≤2,-2≤x-y≤1,则x-2y的范围为__________.
解析 设x-2y=m(x+y)+n(x-y),
∴x-2y=(m+n)x+(m-n)y,
∴解得
∴x-2y=-(x+y)+(x-y),
∵-1≤x+y≤2,-2≤x-y≤1,
∴-1≤-(x+y)≤,-3≤(x-y)≤,
∴-4≤-(x+y)+(x-y)≤2,
即-4≤x-2y≤2.
答案 [-4,2]
$$