内容正文:
第三节 等式性质与不等式性质
[课标要求] 1.掌握等式性质.2.会比较两个数的大小.3.理解不等式的性质,并能简单应用.
1.两个实数比较大小的方法
作差法 (a,b∈R).
2.等式的性质
性质1 对称性:如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的性质
性质1 对称性:a>b⇔b<a;
性质2 传递性:a>b,b>c⇒a>c;
性质3 可加性:a>b⇔a+c>b+c;
性质4 可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;
性质5 同向可加性:a>b,c>d⇒a+c>b+d;
性质6 同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
性质7 同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
【常用结论】
不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒<;
②a<b<0⇒>;
③a>b>0,0<c<d⇒>;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒<<.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
<,>(b-m>0);
②假分数的性质
>,<(b-m>0).
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.( × )
2.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
答案 D
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.
3.已知b克糖水中含有a克糖(b>a>0),再添加m克糖(m>0)(假设全部溶解),糖水变甜了.请将这一事实表示成一个不等式为________.
答案 <
解析 <.
证明:-==,
∵b>a>0,m>0,∴a-b<0,
∴<0,∴<.
4.已知2<a<3,-2<b<-1,则a+2b的取值范围为________.
答案 (-2,1)
解析 因为-2<b<-1,所以-4<2b<-2,又2<a<3,所以-2<a+2b<1.
题型一 数(式)的大小比较
[例1] (1)(多选)(2025·长春模拟)若m>n>0>p,m+p≠0,则( )
A.> B.m2-p2>0
C.> D.m2-n>n2-m
答案 AD
解析 对于A:由题意可得<,因为p<0,所以>,故A正确;
对于B:当m=2,p=-3时,满足已知条件,但m2-p2<0,故B错误;
对于C:当m=3,n=2,p=-1时,满足已知条件,但<,故C错误;
对于D:m2-n-(n2-m)=m2-n2+m-n=,因为m>n>0,可得>0,所以m2-n>n2-m,故D正确.故选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
答案 C
解析 由题设,易知x,y>0,
又==<1,∴x<y.
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.
[即时训练]
(1)设t=a-4b,s=a+b2+4,则t与s的大小关系是( )
A.s≥t B.s>t
C.s≤t D.s<t
答案 A
解析 因为s-t=a+b2+4-(a-4b)=b2+4b+4=(b+2)2≥0,
所以s≥t.
(2)已知M=,N=,则M,N的大小关系为________.
答案 M >N
解析 法一:∵M-N=-
=
=
=>0.
∴M >N.
法二:令f(x)=
==+,
显然f(x)是R上的减函数,
∴f(2 023)>f(2 024),即M >N.
题型二 不等式的基本性质
[例2] (1)(2025·滨州质检)若实数a,b满足a<b<0,则( )
A.a+b>0 B.a-b<0
C.|a|<|b| D.>
答案 B
解析 由a<b<0,可得a+b<0,故A错误;
由a<b<0,可得a-b<0,故B正确;
由a<b<0,可得-a>-b>0,所以|a|>|b|,故C错误;
由a<b<0,可得|a|>|b|>0,
所以<<,故D错误.
(2)(多选)已知a,b,c为实数,则下列说法正确的是( )
A.若a>b,则ac2>bc2
B.若a>b,则a+c>b+c
C.若a>b>c>0,则>
D.若a>b>c>0,则>
答案 BCD
解析 当c=0时,ac2=bc2,故A错误;
由不等式的可加性可知,B正确;
若a>b>c>0,则a-b>0,b+c>0,
∴-==>0,
∴>,故C正确;
若a>b>c>0,则a-b>0,a-c>0,b-c>0,且a-c>a-b,
∴>>0,
又b>c>0,
由可乘性知,>,故D正确.
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.
[即时训练]
(1)(2025·沈阳东北育才学校质检)若a,b∈R且ab≠0.则>成立的一个充分不必要条件是( )
A.a>b>0 B.b>a
C.b<a<0 D.ab<0
答案 C
解析 A.当a>b>0时,a2>b2,则<,故A错误;
B.当b=1,a=-2时,不满足>,故B错误;
C.当b<a<0时,0<a2<b2,则>,反过来,>时,a2<b2⇒<,推不出b<a<0,所以b<a<0是>成立的一个充分不必要条件,故C正确;
D.当a=2,b=-1时,不满足>,故D错误.故选C.
(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
答案 ABD
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.
题型三 不等式性质的综合应用
[例3] (1)已知0<x<5,-1<y<1,则x-2y的取值范围是( )
A.2<x-2y<3 B.-2<x-2y<3
C.2<x-2y<7 D.-2<x-2y<7
答案 D
解析 因为-1<y<1,所以-2<-2y<2,
又0<x<5,所以-2<x-2y<7.
延伸探究 若将条件改为“-1≤x+y≤2,-2≤x-y≤1”,求x-2y的范围.
解 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.
(2)为了加强家校联系,王老师组建了一个由学生、家长和教师组成的微信群.已知该群中男学生人数多于女学生人数,女学生人数多于家长人数,家长人数多于教师人数,教师人数的两倍多于男学生人数.则该微信群人数的最小值为( )
A.20 B.22
C.26 D.28
答案 B
解析 设教师人数为x,家长人数为y,女学生人数为z,男学生人数为t,x,y,z,t∈N*,
则y≥x+1,z≥y+1≥x+2,t≥z+1≥y+2≥x+3,则x+y+z+t≥4x+6,
又教师人数的两倍多于男学生人数,
∴2x>x+3,解得x>3,
当x=4时,x+y+z+t≥22,此时微信群人数的最小值为22.
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.
[即时训练]
(1)(多选)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
答案 AC
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正确,B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正确,D错误.
(2)(2025·哈尔滨质检)已知1≤a+b≤4,-1≤a-b≤2,则3a+2b的取值范围是________.
答案
解析 设3a+2b=x+y=a+b,
所以解得
所以3a+2b=+.
因为1≤a+b≤4,-1≤a-b≤2,所以≤(a+b)≤10,-≤≤1,
因此,2≤3a+2b≤11.
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