内容正文:
专题08 不等式的性质
(知识梳理+5对点集训+基础过关+拓展提优)
1.学生能够准确理解并阐述不等式的基本性质,包括对称性、传递性、可加性、可乘性等,清晰区分等式性质与不等式性质的差异。
2.熟练掌握运用不等式的性质对不等式进行变形,如移项、乘除运算等操作,能够正确求解简单不等式,并准确表示其解集。
3.学会利用不等式的性质证明一些简单的代数不等式,理解证明过程中的逻辑推理和依据。
知识点01:作差比较法
不等式:用不等号将两个表达式连接起来
(1)文字叙述:如果是正数,那么;如果等于零,那么;
如果是负数,那么,反过来也对;
(2)符号表示:;;;
【注意】符号“⇔”叫做等价号,读作“等价于”,“p⇔q”的含义是:p可以推出q,q也可以推出p,即p与q可以互推;
知识点02:不等式性质
(1)传递性 设、、均为实数,如果,那么;
(2)加法性质 设、、均为实数,如果a>b,那么;
(3)乘法性质 设、、均为实数,
如果,那么;如果,那么;
(4)性质 设、均为实数,如果那么a;
(5)性质 设、、均为实数,如果,则a>c-b;
(不等式的移项法则)
(6)性质 设、、、均为实数,如果,,那么;
(同向可加性)
(7)性质 设均为实数,如果,,那么;
(8)性质 设、均为实数,如果,那么;
(9)性质 设、均为实数,如果,那么
【注意】(1)性质(5)表明,不等式中的任意一项都可以把它的符号变成相反的符号后,从不等式的一边移到另一边;
(2)性质(6)表明,两个同向不等式的两边分别相加,所得到的不等式与原不等式同向;
(3)性质(8)表明, n个两边都是正数的同向不等式的两边分别相乘,所得到的不等式与原不等式同向;
知识点03:不等式性质(定理)
1、有关不等式的“定理”
对任意的实数a和b,总有a2+b2≥2ab,且等号当且仅当a=b时成立;
2、有关不等式的“定理”的拓展
(1)算术平均值与几何平均值:给定两个正数a,b,数称为a,b的算术平均值;数 称为a,b的几何平均值;
(2)均值不等式:如果a,b都是正数,那么≥,当且仅当a=b时,等号成立;
【注意】1、两个不等式a2+b2≥2ab与≥成立的条件是不同的;前者要求a,b是实数即可,而后者要求a,b都是正实数(实际上后者只要a≥0,b≥0即可);
2、两个不等式a2+b2≥2ab和≥都是带有等号的不等式,都是“当且仅当a=b时,等号成立”。
对点集训一:由已知条件判断所给不等式是否正确
典型例题
例1.(24-25高一上·上海宝山·阶段练习)若,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】取特殊值,结合不等式性质判断.
【详解】对于A:取,,满足,但不满足,故A错误;
对于B:取,,满足,但不满足,故B错误;
对于C:因为 ,则,又,所以,故C正确;
对于D:取,则,故D错误;
故选:C
例2.(25-26高一上·上海·单元测试)如果,,那么下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】利用特殊值判断A、B、C,根据不等式的性质判断D.
【详解】对于A、B,若,,则,不成立,故AB错误;
对于C,若,,则不成立,故C错误;
对于D,因为,,所以,故D正确.
故选:D
例3.(24-25高一上·上海浦东新·期中)已知,,,则之间的大小关系是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据绝对值的定义对分类讨论,首先对有一个为0进行分析,然后按同号、异号进行分析可得.
【详解】,时,,,时,,,
同号时,,因此,
时,,时,,或,因此,
异号时,时,,时,,或,
,,因此有,
综上,,
故选:D.
例4.(24-25高一上·上海长宁·开学考试)已知,有四个推理:①;②;③;④,其中所有错误的序号是
【答案】①②④
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式的性质或取特殊值依次讨论各选项即可得答案.
【详解】对于①,当时,显然不等式不成立,故①错误;
对于②,当时,满足,不满足,故②错误;
对于③,由,则,即,故③正确;
对于④,由得同号,故当时,等价于,故,故④错误.
故答案为:①②④.
精练
1.(24-25高一上·上海·期中)若,且满足,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】由不等式的基本性质和特殊值法即可判断结果.
【详解】当时,,A选项错误;
当,时,,,,B选项错误;
∵且,∴,C选项正确;
当时,,D选项正确.
故选:C.
2.(24-25高一上·上海·阶段练习)下列命题是真命题的为( )
A.若,则 B.若,则
C.若且,则 D.若,则
【答案】C
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式的性质,对选项逐个分析即可.
【详解】对于A,取,,,,此时,,
则有,所以A错误;
对于B,若,则,,有,所以B错误;
对于C,由,有,,又因为,
从而,所以C正确;
对于D,若,若,同号,则有;若,异号,则有,所以D错误.
故选:C
3.(24-25高一上·上海·阶段练习)下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】利用特殊值法可判断ABC选项,利用不等式的基本性质可判断D选项.
【详解】对于A选项,若,不妨取,,则,A错;
对于B选项,若,不妨取,,则,B错;
对于C选项,若,不妨取,,则,C错;
对于D选项,若,则,由不等式的基本性质可得,D对.
故选:D.
4.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知,,,则下列命题哪些是正确的 .
①若,则;②若,则;③若,则;④若,,,,则,;⑤若,,则;⑥已知且,则.
【答案】①②③⑥
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式的性质、函数的单调性、特殊值等知识确定正确答案.
【详解】①,若,则,所以,所以①正确.
②,若,两边平方得,所以②正确.
③,当时,函数单调递减,
所以若,则,所以③正确.
④,若,,,,则可能,所以④错误.
⑤,若,,如,有,所以⑤错误.
⑥,已知且,所以,
由两边乘以正数,得,所以⑥正确.
故答案为:①②③⑥
对点集训二:由不等式的性质比较数(式)大小
典型例题
例1.(24-25高一上·上海·期末)若,,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】利用不等式的基本性质即可判断.
【详解】因为,所以,又,
所以,所以:.
故选:C
例2.(24-25高一上·上海·期中)已知都是实数,则下列命题中,真命题是( )
A.若,则. B.若,则.
C.若,则. D.若,则.
【答案】D
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】特殊值验证A,B,C;不等式性质验证D.
【详解】对于A,若时,不成立,故A错误;
对于B,若时,不成立,故B错误;
对于C,若时,无意义,不成立,故C错误;
对于D,因为,所以,所以成立,故D正确.
故选:D
例3.(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)若,则下列结论中正确的序号是
(1) (2) (3) (4)
【答案】(1)(2)(3)
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】根据不等式的基本性质判断即可.
【详解】因为,所以,
则,,,,故(1)(2)(3)正确,(4)错误.
故答案为:(1)(2)(3).
精练
1.(24-25高一上·上海·期中)已知、、,则下列推理中正确的是( )
A. B.
C., D.,
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】根据不等式的基本性质或取特殊值依次讨论各选项即可得答案.
【详解】对于A,当时,,故A错误;
对于B,当时,,故B错误;
对于C,由,又,
所以,即,故C正确;
对于D,当时,满足,,
而,故D错误.
故选:C.
2.(24-25高一上·上海·期中)下列结论成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】由不等式的性质及特例逐个判断即可.
【详解】对于A,当时,不成立;
对于B,取,满足,显然不成立;
对于C,取,满足,显然不成立;
对于D,由,可得,所以成立.
故选:D
3.(24-25高一上·上海杨浦·阶段练习)已知,且,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】根据特值法可排除,,,根据在上单调递增,可判断项.
【详解】当时,,故错误;
当,时,,故错误;
因为在上单调递增,且,所以,故正确;
当,时,,故错误.
综上,正确的为.
故选:.
对点集训三: 作差法比较代数式的大小
典型例题
例1.(24-25高一上·上海·期中)如果,那么下列不等式恒成立的为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】根据作差法判断各选项的真假.
【详解】对A:因为,因为,所以,则,所以,故A错误;
对B:因为,因为,所以,则,所以,故B错误;
对C:,因为,所以,但,的符号均不能确定,所以的大小不确定,故C错误;
对D:因为,因为,所以,,所以,所以,故D正确.
故选:D
例2.(24-25高一上·上海·期中)若,设 ,则的大小关系为 .
【答案】
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】作差计算,根据差值即可比较大小.
【详解】由题恒成立,
所以.
故答案为:.
例3.(24-25高一上·上海·期中)设为实数,比较与的值的大小;
【答案】
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】根据作差比较法即可得解.
【详解】因为
,当时等号成立,
所以.
精练
1.(24-25高一上·上海·期中)英国数学家哈利奥特最先使用“”和“”符号,并逐渐被数学接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.对于任意非零实数和,若,则下列命题是真命题的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】利用作差法判断各选项的准确性.
【详解】对A:因为,又,但符号不定,故未必成立,故A错误;
对B:因为,又,但符号不定,故未必成立,故B错误;
对C:因为,由,根据题意有,所以,故成立,故C成立;
对D:因为,由,但,的符号均不能确定,所以未必成立,故D错误.
故选:C
2.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知,,则的大小关系为 .
【答案】
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】借助作差法后配方即可得.
【详解】,
故.
故答案为:.
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】
【知识点】作差法比较代数式的大小
【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.
对点集训四:由不等式的性质证明不等式
典型例题
例1.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,.求证:.
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【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
例2.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,求证.
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【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,.
例3.已知,,求证:.
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【分析】根据条件先得到,然后将其变形为分式结构的不等式,最后化简并完成证明.
【详解】证明:∵,,∴,
又∵,∴,∴,∴.
【点睛】本题考查利用不等关系完成证明,主要考查学生灵活运用不等式性质的能力,难度较易.
例4(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)已知,求证:;
(2)已知,,,求证:.
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【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.
精练
1.若,,求证:.
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【解析】要证,只要证即可,所以利用作差法证明即可
【详解】解:因为,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,
所以
【点睛】此题考查利用不等式的性质证明不等式,属于基础题
2.(1)已知,,求证:;
(2)已知,求证:,其中为正整数.
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【分析】(1)首先由不等式的同向同正可乘得到,,利用不等式的传递性,得.
(2)上文下用,反复利用(1)的结论即可证明不等式.
【详解】(1),,由不等式的传递性,得.
(2)将(1)结论中的换成,换成,就得到
结合,再次利用(1)的结论,可得,反复运用(1)的结论,最终就得到.
3.(2023高一·上海·专题练习)(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:
(3)已知,求证:
【知识点】由不等式的性质证明不等式
【分析】根据不等式的基本性质,逐项推理、运算,即可求解.
【详解】(1)因为,可得,所以,
又因为,可得.
(2)因为,所以,
又因为,所以,可得,
因为,根据不等式的性质,可得,即以.
(3)因为,要证,只需证明,
展开得,即,即,
又因为,所以.
对点集训五:利用不等式求值或取值范围
典型例题
例1.(24-25高一上·上海宝山·期中)已知,,则的范围是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】根据给定条件,利用不等式的性质求出范围.
【详解】由,,得.
所以的范围是.
故答案为:
例2.(24-25高一上·上海徐汇·期末)已知为实数,满足,则等号成立的条件是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】利用平方数的性质及已知确定等号成立条件.
【详解】由,当且仅当时等号成立,
所以等号成立的条件是.
故答案为:
例3.如果,则
(1)的取值范围是 ;(2)的取值范围是 ;
(3)的取值范围是 ;(4)的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】根据,的范围,结合不等式的性质求出即可.
【详解】由①,②,
得:,,
由②得:③,
由①③得:,
由②得:④,
由①④得:.
故答案为:,,,
例4.已知,,求及的取值范围.
【答案】,.
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【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.
精练
1.(24-25高一上·上海杨浦·期中)若实数x,y均在[-2,1]的区间内,则xy的取值范围为 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】根据的符号分类讨论,再利用不等式的性质求范围.
【详解】由题意得,;
当,时,;
当,时,,,此时;
当,时,,所以,即;
当,时,,所以,即;
当或时,;
综上所述:
故答案为:
2.(24-25高一上·上海·期中)已知,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】根据不等式的性质得解.
【详解】因为,
所以,
所以,
故答案为:
3.(24-25高一上·上海·期中)若,,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】根据不等式的性质直接得出结果.
【详解】由,
得,即.
故答案为:
4.已知-2<a≤3,1≤b<2,试求下列代数式的取值范围.
(1)|a|;(2)a+b;(3)a-b;(4)2a-3b.
【答案】(1);(2)-1<a+b<5;(3)-4<a-b≤2;(4)-10<2a-3b≤3.
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】(1)利用绝对值的意义求解即得;
(2)利用不等式加法法则求解即得;
(3)先由不等式性质求出-b的范围,再用不等式加法法则求解即得;
(4)先由不等式性质求出2a和-3b的范围,再用不等式加法法则求解即得.
【详解】(1)因-2<a≤3,则当-2<a<0时,|a|=-a∈(0,2),当0≤a≤3时,|a|=a∈[0,3],
所以|a|∈[0,3];
(2)因-2<a≤3,1≤b<2,由不等式加法法则知,-1<a+b<5,
所以-1<a+b<5;
(3)因1≤b<2,则-2<-b≤-1,又-2<a≤3,由不等式加法法则知,-4<a-b≤2,
所以-4<a-b≤2;
(4)由-2<a≤3得-4<2a≤6,由1≤b<2得-6<-3b≤-3,将两个不等式相加得,-10<2a-3b≤3,
所以-10<2a-3b≤3.
一、单选题
1.(23-24高一上·上海黄浦·期中)若,则下列不等式中不成立的是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小、由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】ABD选项,由不等式的性质得到;C选项,可举出反例.
【详解】A选项,因为,所以,不等式两边同加上得,故A正确;
B选项,因为,所以,不等式两边同除以,
则,B正确;
C选项,不妨设,则,故,C错误;
D选项,因为,所以,即,D正确.
故选:C
2.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式性质逐个选项判断即可.
【详解】对A,,则,即,故A错误;
对B,,则,则,故B错误;
对C,,则,故C错误;
对D,,则,故D正确.
故选:D
3.(23-24高一上·上海松江·期末)已知,设,则与的值的大小关系是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】利用作差法比较大小即可.
【详解】因为,
所以,
当且仅当时等号成立,故.
故选:D
4.(24-25高一上·上海·期末)若下列不等式中:①;②;③; ④,成立的有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确、由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】根据不等式的性质一一判断即可.
【详解】因为,所以,故①错误;
,故②正确;
,即,所以,故③错误;
因为,所以,故④错误;
故选:A
5.(24-25高一上·上海虹口·期末)设为实数,则“”是“”的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件、由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】利用充分条件、必要条件的定义,结合不等式的性质判断得解.
【详解】由,得;反之,,可以为,
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
二、填空题
6.(24-25高一上·上海·期中)已知,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】根据不等式的性质求得正确答案.
【详解】依题意,,
所以,所以,所以,
所以的取值范围是.
故答案为:
7.(24-25高一上·上海·期末)已知是正实数,那么“”是“”的 条件(填“充要”、“充分非必要”、“必要非充分”、“既不必要也不充分”).
【答案】充要
【知识点】判断命题的充分不必要条件、判断命题的必要不充分条件、由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】由是正实数,可知,进而化简可得结果.
【详解】因为是正实数,
所以,,
所以“”是“”的充要条件.
故答案为:充要
三、解答题
8.(24-25高一上·上海·单元测试)已知且,比较与的大小.
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】利用作差法比较大小,在定号时,需要进行分类讨论.
【详解】∵,
∴当时,,,则,即;
当时,,,则,即.
综上,时,;时,.
9.(24-25高一上·上海浦东新·期中)(1)对于实数x,比较与的大小;
(2)对于实数x,比较与4的大小.
【答案】(1);(2)
【知识点】作差法比较代数式的大小、分类讨论解绝对值不等式
【分析】(1)根据题意,由作差法代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,分类讨论去掉绝对值符号,即可得到大小关系.
【详解】(1),
即;
(2),
令,
当时,,
当时,;
当时,;
当时,,
当时,;
综上所述,.
10.(24-25高一上·上海宝山·阶段练习)(1)已知,比较与的大小;
(2)已知,,若,求证:和中至少有一个大于.
【答案】(1);(2)证明见详解
【知识点】作差法比较代数式的大小、反证法证明
【分析】(1)运用作差比较法,结合配方法进行比较大小即可;
(2)用反证法,假设,,推出矛盾,即得证.
【详解】(1),
.
(2)假设,,
,,,
,
两式相加得,,这与矛盾,所以假设错误.
所以和中至少有一个大于.
一、单选题
1.(24-25高一上·上海闵行·期中)如果实数a,b,c满足且.那么下列选项中不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小、由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式的性质判断ABD成立,取特殊值及不等式性质可分析C不一定成立.
【详解】由且,可知,
因为,所以成立,
因为,,所以成立,
当时,显然不成立,当时,成立,
因为,,所以成立.\
由以上分析知,C不一定成立,ABD成立.
故选:C
2.(24-25高一上·上海·期中)若、、,则下列条件中,使“”成立的充分非必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确、判断命题的充分不必要条件
【分析】根据不等式的性质逐项分析判断;
【详解】选项A:可以推出,充要条件,选项错误;
选项B:解得,推不出,是“”成立的必要不充分条件,选项错误;
选项C:可以推导出,但是时不成立,是“”成立的充分非必要条件,选项正确;
选项D:,当时,不成立,选项错误;
故选:C.
3.(24-25高一上·上海宝山·期末)已知非零实数a、b满足,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小、作差法比较代数式的大小、由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】运用不等式的性质,结合特殊值法和作差法比较大小,对每个选项逐一分析判断其是否一定成立.
【详解】对于A选项,对于,即.当,时,,,此时,所以不一定成立.故A错误.
对于B选项,对于.当,时,满足,此时,,,所以不一定成立. 故B错误.
对于C选项,对于.因为,又恒大于,已知,即,所以,即一定成立. 故C正确.
对于D选项,对于.当,时,满足,但,,,所以不一定成立.故D错误.
故选:C.
二、填空题
4.(23-24高一上·上海·期中)已知,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】将改写成的形式,利用不等式性质即可求得其范围为.
【详解】可令,
即,解得,
所以,
又,所以,
即,可得;
所以的取值范围是.
故答案为:
5.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知,定义:表示不小于x的最小整数,如:,,,若,则x的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】由,得,再对进行分类讨论,解不等式即可.
【详解】由,得,即.
当时,,矛盾,舍去;
当时,,满足题意;
当时,,矛盾,舍去.
同理可知,当或时不合题意,
所以x的取值范围是.
故答案为:.
三、解答题
6.(24-25高一上·上海闵行·阶段练习)解决下列问题:
(1)已知、,设,.比较与的大小;
(2)已知命题:如果实数、为正数,且满足,则和中至少有一个成立.判断命题是否正确,并说明理由;
(3)请根据矩形图表信息,补齐不等式______.(其中,,,都为正数)并给出它的代数证明.
【答案】(1)
(2)命题正确,证明见解析
(3),证明见解析
【知识点】作差法比较代数式的大小、反证法证明
【分析】(1)利用作差法,将与比较大小,将式子化简即可;
(2)利用反证法,假设都不成立,化简后和已知条件发现矛盾,即可证明;
(3)利用作差法,将与比较大小,将式子化简即可.
【详解】(1)因为
,
所以,即
(2)命题正确
用反证法证明如下:
假设和都不成立,
则且,
由已知,实数、为正数实数,
所以且,
故,可得,
与已知矛盾,故假设不成立,
所以和中至少有一个成立.
(3)不等式的右侧填,证明如下:
又因为
所以
因为,,,都为正数,所以
所以,
即,原式得证.
7.(24-25高一上·上海·阶段练习)解决下列问题:
(1)设,比较与的大小;
(2)若,,用反证法证明:和中至少有一个大于.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【知识点】作差法比较代数式的大小、反证法证明
【分析】(1)用作差法比较大小;
(2)假设和中都不大于,即,,两个不等式分别乘以它们的公分母后相加得出与已知矛盾的结论,从而可完成证明.
【详解】(1)∵,∴,
∴
∴;
(2)假设和中都不大于,即,,
因为,所以,,
两式相加得,即,与已知矛盾,
所以假设错误,从而和中至少有一个大于.
8.(24-25高一上·上海·阶段练习)对于四个正数,如果,那么称是的“下位序列”.
(1)对于,试问是否为的“下位序列”,请说明理由;
(2)设均为正数,且是的“下位序列”,试判断:,之间的大小关系,并说明理由;
(3)已知正整数满足条件:对集合内的每个元素,总存在正整数,使得是的“下位序列”,且是的“下位序列”,求的最小值.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2),理由见解析
(3)4045
【知识点】集合新定义、作差法比较代数式的大小
【分析】(1)根据新定义,代入计算判断即可;
(2)根据新定义得到,再利用不等式的性质利用作差法判断即可;
(3)由题意得到,,进而得到,从而求出最小值.
【详解】(1)由于,不满足"下位序列"的概念,所以不是“下位序列”.
(2)均为正数,由是的“下位序列”,得,即,
则,即,
,即,
所以.
(3)由是的“下位序列”,得,
即,则,
由是的“下位序列”,得,
即,则,
所以,
则,又对集合内的每个均成立,
则,
所以正整数的最小值为4045.
【点睛】关键点点睛:本题考查新定义“下位序列”,解题时要充分利用这个定义构造不等关系,结合不等式的性质求解.
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专题08 不等式的性质
(知识梳理+5对点集训+基础过关+拓展提优)
1.学生能够准确理解并阐述不等式的基本性质,包括对称性、传递性、可加性、可乘性等,清晰区分等式性质与不等式性质的差异。
2.熟练掌握运用不等式的性质对不等式进行变形,如移项、乘除运算等操作,能够正确求解简单不等式,并准确表示其解集。
3.学会利用不等式的性质证明一些简单的代数不等式,理解证明过程中的逻辑推理和依据。
知识点01:作差比较法
不等式:用不等号将两个表达式连接起来
(1)文字叙述:如果是正数,那么;如果等于零,那么;
如果是负数,那么,反过来也对;
(2)符号表示:;;;
【注意】符号“⇔”叫做等价号,读作“等价于”,“p⇔q”的含义是:p可以推出q,q也可以推出p,即p与q可以互推;
知识点02:不等式性质
(1)传递性 设、、均为实数,如果,那么;
(2)加法性质 设、、均为实数,如果a>b,那么;
(3)乘法性质 设、、均为实数,
如果,那么;如果,那么;
(4)性质 设、均为实数,如果那么a;
(5)性质 设、、均为实数,如果,则a>c-b;
(不等式的移项法则)
(6)性质 设、、、均为实数,如果,,那么;
(同向可加性)
(7)性质 设均为实数,如果,,那么;
(8)性质 设、均为实数,如果,那么;
(9)性质 设、均为实数,如果,那么
【注意】(1)性质(5)表明,不等式中的任意一项都可以把它的符号变成相反的符号后,从不等式的一边移到另一边;
(2)性质(6)表明,两个同向不等式的两边分别相加,所得到的不等式与原不等式同向;
(3)性质(8)表明, n个两边都是正数的同向不等式的两边分别相乘,所得到的不等式与原不等式同向;
知识点03:不等式性质(定理)
1、有关不等式的“定理”
对任意的实数a和b,总有a2+b2≥2ab,且等号当且仅当a=b时成立;
2、有关不等式的“定理”的拓展
(1)算术平均值与几何平均值:给定两个正数a,b,数称为a,b的算术平均值;数 称为a,b的几何平均值;
(2)均值不等式:如果a,b都是正数,那么≥,当且仅当a=b时,等号成立;
【注意】1、两个不等式a2+b2≥2ab与≥成立的条件是不同的;前者要求a,b是实数即可,而后者要求a,b都是正实数(实际上后者只要a≥0,b≥0即可);
2、两个不等式a2+b2≥2ab和≥都是带有等号的不等式,都是“当且仅当a=b时,等号成立”。
对点集训一:由已知条件判断所给不等式是否正确
典型例题
例1.(24-25高一上·上海宝山·阶段练习)若,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
例2.(25-26高一上·上海·单元测试)如果,,那么下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
例3.(24-25高一上·上海浦东新·期中)已知,,,则之间的大小关系是( ).
A. B. C. D.
例4.(24-25高一上·上海长宁·开学考试)已知,有四个推理:①;②;③;④,其中所有错误的序号是
精练
1.(24-25高一上·上海·期中)若,且满足,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·上海·阶段练习)下列命题是真命题的为( )
A.若,则 B.若,则
C.若且,则 D.若,则
3.(24-25高一上·上海·阶段练习)下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
4.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知,,,则下列命题哪些是正确的 .
①若,则;②若,则;③若,则;④若,,,,则,;⑤若,,则;⑥已知且,则.
对点集训二:由不等式的性质比较数(式)大小
典型例题
例1.(24-25高一上·上海·期末)若,,则一定有( )
A. B. C. D.
例2.(24-25高一上·上海·期中)已知都是实数,则下列命题中,真命题是( )
A.若,则. B.若,则.
C.若,则. D.若,则.
例3.(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)若,则下列结论中正确的序号是
(1) (2) (3) (4)
精练
1.(24-25高一上·上海·期中)已知、、,则下列推理中正确的是( )
A. B.
C., D.,
2.(24-25高一上·上海·期中)下列结论成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
3.(24-25高一上·上海杨浦·阶段练习)已知,且,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
对点集训三: 作差法比较代数式的大小
典型例题
例1.(24-25高一上·上海·期中)如果,那么下列不等式恒成立的为( ).
A. B.
C. D.
例2.(24-25高一上·上海·期中)若,设 ,则的大小关系为 .
例3.(24-25高一上·上海·期中)设为实数,比较与的值的大小;
精练
1.(24-25高一上·上海·期中)英国数学家哈利奥特最先使用“”和“”符号,并逐渐被数学接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.对于任意非零实数和,若,则下列命题是真命题的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知,,则的大小关系为 .
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.
对点集训四:由不等式的性质证明不等式
典型例题
例1.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,.求证:.
例2.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,,求证.
例3.已知,,求证:.
例4(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)已知,求证:;
(2)已知,,,求证:.
精练
1.若,,求证:.
2.(1)已知,,求证:;
(2)已知,求证:,其中为正整数.
3.(2023高一·上海·专题练习)(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:
(3)已知,求证:
对点集训五:利用不等式求值或取值范围
典型例题
例1.(24-25高一上·上海宝山·期中)已知,,则的范围是 .
例2.(24-25高一上·上海徐汇·期末)已知为实数,满足,则等号成立的条件是 .
例3.如果,则
(1)的取值范围是 ;(2)的取值范围是 ;
(3)的取值范围是 ;(4)的取值范围是 .
例4.已知,,求及的取值范围.
精练
1.(24-25高一上·上海杨浦·期中)若实数x,y均在[-2,1]的区间内,则xy的取值范围为 .
2.(24-25高一上·上海·期中)已知,则的取值范围为 .
3.(24-25高一上·上海·期中)若,,则的取值范围是 .
4.已知-2<a≤3,1≤b<2,试求下列代数式的取值范围.
(1)|a|;(2)a+b;(3)a-b;(4)2a-3b.
一、单选题
1.(23-24高一上·上海黄浦·期中)若,则下列不等式中不成立的是( ).
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一上·上海松江·期末)已知,设,则与的值的大小关系是 ( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高一上·上海·期末)若下列不等式中:①;②;③; ④,成立的有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(24-25高一上·上海虹口·期末)设为实数,则“”是“”的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
二、填空题
6.(24-25高一上·上海·期中)已知,则的取值范围是 .
7.(24-25高一上·上海·期末)已知是正实数,那么“”是“”的 条件(填“充要”、“充分非必要”、“必要非充分”、“既不必要也不充分”).
三、解答题
8.(24-25高一上·上海·单元测试)已知且,比较与的大小.
9.(24-25高一上·上海浦东新·期中)(1)对于实数x,比较与的大小;
(2)对于实数x,比较与4的大小.
10.(24-25高一上·上海宝山·阶段练习)(1)已知,比较与的大小;
(2)已知,,若,求证:和中至少有一个大于.
一、单选题
1.(24-25高一上·上海闵行·期中)如果实数a,b,c满足且.那么下列选项中不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一上·上海·期中)若、、,则下列条件中,使“”成立的充分非必要条件是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·上海宝山·期末)已知非零实数a、b满足,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
4.(23-24高一上·上海·期中)已知,则的取值范围是 .
5.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知,定义:表示不小于x的最小整数,如:,,,若,则x的取值范围是 .
三、解答题
6.(24-25高一上·上海闵行·阶段练习)解决下列问题:
(1)已知、,设,.比较与的大小;
(2)已知命题:如果实数、为正数,且满足,则和中至少有一个成立.判断命题是否正确,并说明理由;
(3)请根据矩形图表信息,补齐不等式______.(其中,,,都为正数)并给出它的代数证明.
7.(24-25高一上·上海·阶段练习)解决下列问题:
(1)设,比较与的大小;
(2)若,,用反证法证明:和中至少有一个大于.
8.(24-25高一上·上海·阶段练习)对于四个正数,如果,那么称是的“下位序列”.
(1)对于,试问是否为的“下位序列”,请说明理由;
(2)设均为正数,且是的“下位序列”,试判断:,之间的大小关系,并说明理由;
(3)已知正整数满足条件:对集合内的每个元素,总存在正整数,使得是的“下位序列”,且是的“下位序列”,求的最小值.
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