内容正文:
1.3等式性质与不等式性质
课前学习任务
一、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.
二、主干知识
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 ;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么 ;
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⇔ ;
性质2 传递性:a>b,b>c⇒ ;
性质3 可加性:a>b⇔a+c>b+c;
性质4 可乘性:a>b,c>0⇒ ;a>b,c<0⇒ ;
性质5 同向可加性:a>b,c>d⇒ ;
性质6 同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ ;
性质7 同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
三、重点结论
1.a>b,ab>0⇒<.
2.若a>b>0,m>0,则:<;>.
基础自测
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.(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=2a2-4a+7,N=a2-3a+6,则有( )
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 .
课堂核心考点
考点 一 数(式)的大小比较
例1 (1)(多选)下列不等式中正确的是( )
A.x2-2x>-3(x∈R)
B.≥(a>0,b>0)
C.a2+b2>2(a-b-1)
D.<(b>a>0)
(2)若a>0,b>0,则p=与q=abba的大小关系是( )
A.p≥q B.p≤q
C.p>q D.p<q
思维升华 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.
跟踪训练1 (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
(2)已知a,b∈(0,1),记M=ab,N=a+b-1,则M与N的大小关系是 .
考点 二 不等式的基本性质
例2 (1)(多选)(2025·常州模拟)已知实数a,b,c,d满足a<b<0<c<d,则( )
A.a+c<b+d B.a+d<b+c
C.a2d2>b2c2 D.>
(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-
思维升华 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.
跟踪训练2 (1)(2024·西安模拟)已知a>b,c>d>0,则( )
A.< B.a-c>b-d
C.> D.<
(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
考点 三 不等式性质的综合应用
例3 (1)(多选)(2025·大庆模拟)已知实数x,y满足1<x<6,2<y<3,则( )
A.3<x+2y<9
B.-1<x-y<3
C.2<xy<18
D.<<6
(2)(2024·辽宁县域重点高中协作体模拟)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
思维升华 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.
跟踪训练3 (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)
(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
课后巩固练习
一、单项选择题(每小题5分,共20分)
1.若a=(x+1)(x+3),b=2(x+2)2,则下列结论正确的是( )
A.a>b
B.a<b
C.a≥b
D.a,b的大小关系不确定
2.已知a>b,则下列不等式一定成立的是( )
A.< B.2a>2b
C.a2>b2 D.|a|>|b|
3.(2024·沈阳模拟)已知a>b>c,且a+b+c=0,则下列结论一定正确的是( )
A.bc>c2 B.>0
C.ab2>cb2 D.<0
4.(2024·北京大兴统考)在一次调查中,某班甲、乙、丙、丁四名同学在社区服务的月总时长之间有如下关系:甲、丙服务时长之和等于乙、丁服务时长之和,甲、乙服务时长之和大于丙、丁服务时长之和,丁的服务时长大于乙、丙服务时长之和,则这四名同学按照服务时长从大到小的顺序排列为( )
A.甲、丁、乙、丙 B.丁、甲、乙、丙
C.丁、乙、丙、甲 D.乙、甲、丙、丁
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
5.已知c>b>a,则下列结论正确的是( )
A.c+b>2a B.>
C.> D.<
6.(2025·洛阳联考)设实数a,b满足1≤ab≤4,4≤≤9,则( )
A.2≤|a|≤6 B.1≤|b|≤3
C.4≤a3b≤144 D.1≤ab3≤4
三、填空题(每小题5分,共10分)
7.已知0<β<α<,则α-β的取值范围是 .
8.已知a,b为实数,则2a2+b2+1 ab+2a.(填 “>”“<”“≥”或“≤”)
四、解答题(共28分)
9.(13分)(2024·岳阳联考)已知指数函数y=在定义域内单调递减,二次函数y=ax2+bx的图象顶点的横坐标为x0.
(1)求2x0+1的取值范围;(6分)
(2)比较a3+b3与ab2+a2b的大小.(7分)
10.(15分)证明下列不等式:
(1)已知a>b>c>d,求证:<;(7分)
(2)已知a>b>0,c<d<0,e<0,求证:>.(8分)
每小题5分,共10分
11.已知△ABC的三边长分别为a,b,c,且满足b+c≤3a,则的取值范围为( )
A.(1,+∞) B.(1,3)
C.(0,2) D.(0,3)
12.已知实数x,y满足-2≤x+2y≤3,-2≤2x-y≤0,则3x-4y的取值范围为 .
答案精析
二、主干知识
1.> = <
2.b=a a=c
3.b<a a>c ac>bc ac<bc
a+c>b+d ac>bd
四、基础自测
课堂1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.ABD [C中,若a=-2,b=-1,则a2>ab>b2,故C错误.]
3.C [因为M=2a2-4a+7,
N=a2-3a+6,
所以M-N=(2a2-4a+7)
-(a2-3a+6)
=a2-a+1=>0,所以M>N.]
4.(-1,2)
解析 ∵0<b<1,∴-1<-b<0,∵0<a<2,∴-1<a-b<2.
课堂核心考点
例1 (1)ABD [∵x2-2x+3
=(x-1)2+2≥2>0,
∴x2-2x>-3,故A正确;
,又a,b均为正实数,∴a+b>0,(a-b)2≥0,
∴≥0,∴≥,故B正确;
∵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.]
(2)A [由题知p>0且q>0,
,
若a>b>0,
则>1,a-b>0,
∴>1,即p>q;
若b>a>0,则0<<1,a-b<0,
∴>1,即p>q;
若a=b,则=1,∴p=q,
综上,p≥q.]
跟踪训练1 (1)C [由题设,易知x>0,y>0,又<1,∴x<y.]
(2)M>N
解析 因为M-N=ab-a-b+1=(b-1)(a-1),且a,b∈(0,1),所以b-1<0,a-1<0,
所以M-N>0,即M>N.
例2 (1)ACD [由a<b<0<c<d,利用不等式的同向可加性得
a+c<b+d,故A正确;
当a=-2,b=-1,c=1,d=2时,满足a<b<0<c<d,
此时有a+d=b+c=0,故B错误;
由a<b<0<c<d,平方可得a2>b2>0,d2>c2>0,
再利用不等式的同向同正可乘性得a2d2>b2c2,故C正确;
由a<b<0<c<d,
可得-a>-b>0,d>c>0,
再利用不等式的同向同正可乘性得-ad>-bc,
两边同除以正数-bd得>,故D正确.]
(2)ABD [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.]
跟踪训练2 (1)A [对于A,,因为c>d>0,
所以d-c<0,所以<0,即<,
故选项A正确;
对于B,a>b,c>d>0,取a=4,
b=3,c=2,d=1,则a-c=b-d,故选项B错误;
对于C,a>b,c>d>0,取a=2,
b=1,c=6,d=3,则,故选项C错误;
对于D,a>b,取a=1,b=-1,则>,故选项D错误.]
(2)BCD [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.]
例3 (1)CD [因为2<y<3,
所以4<2y<6,因为1<x<6,
所以5<x+2y<12,故A错误;
因为2<y<3,
所以-3<-y<-2,因为1<x<6,所以-2<x-y<4,故B错误;
因为1<x<6,2<y<3,
所以2<xy<18,故C正确;
因为2<y<3,所以1<y-1<2,
所以<<1,又1<x<6,
所以<<6,故D正确.]
(2)D [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.]
跟踪训练3 (1)D [由题意可知
4<2a<6,1<-b<2,
所以5<2a-b<8.]
(2)C [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.]
课后巩固练习
1.B [因为b-a=2(x+2)2
-(x+1)(x+3)
=2x2+8x+8-(x2+4x+3)
=x2+4x+5=(x+2)2+1>0,
所以a<b.]
2.B [取a=1,b=-2,满足a>b,显然有>,a2<b2,|a|<|b|成立,即选项A,C,D都不正确;
指数函数y=2x为增函数,若a>b,则必有2a>2b,B正确.]
3.D [由题知a>b>c
且a+b+c=0,
则有a>0,c<0,b>c,
则bc<c2,A选项错误;
b-c>0,因为b与0的大小关系未知,不能确定>0,B选项错误;
a>c,当b=0时,ab2=cb2,C选项错误;
a-b>0,c<0,<0,D选项正确.]
4.A [设甲、乙、丙、丁四名同学的服务时长分别为a,b,c,d,a≥0,
b≥0,c≥0,d≥0,
根据题意得
显然d>b,d>c,
②+①可得a>d,
由②-①可得b>c,故a>d>b>c,
即这四名同学按服务时长从大到小的顺序排列为甲、丁、乙、丙.]
5.AB [对于选项A,因为c>b>a,所以c+b>2a,故选项A正确;
对于选项B,因为c>b>a,
所以c-a>c-b>0,所以>>0,故选项B正确;
对于选项C,取a=-3,b=-2,c=-1,满足c>b>a,此时=-2,
=-,<,
故选项C错误;
对于选项D,当c=1,b=-1,
a=-2时,=2,=-,
此时>,故选项D错误.]
6.AC [1≤ab≤4,4≤≤9,两式相乘得4≤a2≤36,所以2≤|a|≤6,A正确;
由题意得≤≤,又1≤ab≤4,两式相乘得≤b2≤1,
所以≤|b|≤1,B错误;
因为1≤a2b2≤16,4≤≤9,所以两式相乘得4≤a3b≤144,C正确;
因为1≤a2b2≤16,≤≤,所以两式相乘得≤ab3≤4,D错误.]
7.
解析 ∵0<β<,
∴-<-β<0,
又0<α<,∴-<α-β<,
又β<α,∴α-β>0,
即0<α-β<.
8.≥
解析 由题知,
-(ab+2a)
=a2-ab+b2+a2-2a+1
=+(a-1)2≥0,
当且仅当a=1且b=2时,取等号.
9.解 (1)∵y=在定义域R上单调递减,∴0<<1,
又∵二次函数y=ax2+bx顶点的横坐标x0=-,∵0<<1,
∴-<-<0,即-<x0<0,
∴-1<2x0<0,∴0<2x0+1<1,
∴2x0+1的取值范围为(0,1).
(2)∵a3+b3-a2b-ab2=a2(a-b)-b2(a-b)
=(a-b)(a2-b2)
=(a-b)2(a+b),
又∵0<<1,
∴a>b>0或a<b<0,则
①当a>b>0时,
a3+b3>a2b+ab2;
②当a<b<0时,
a3+b3<a2b+ab2.
10.证明 (1)∵a>b>c>d,
∴a>b,-d>-c,
∴a-d>b-c>0,则<.
(2)∵a>b>0,c<d<0,e<0,
∴-c>-d>0,
∴a-c>b-d>0,
b-a<0,c-d<0,
则
=
=>0,
∴>.
11.C [由已知及三角形三边关系得
所以
则
两式相加得0<<4,
所以0<<2.]
12.[-7,2]
解析 设3x-4y=
m(x+2y)+n(2x-y),m,n∈R,
则
解得
所以3x-4y
=-(x+2y)+2(2x-y),
因为-2≤x+2y≤3,
-2≤2x-y≤0,
所以-3≤-(x+2y)≤2,
-4≤2(2x-y)≤0,
所以-7≤3x-4y≤2.
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$$