内容正文:
§3 不等式
3.1 不等式的性质
课前预习学案
情境引入
1.提示 x1=50+x3-55=x3-5,x2=x1-20+30=x1+10,
x3=x2-35+30=x2-5.
2.提示 由1知x1=x3-5,x2=x3+5,则x1<x3<x2.
知识梳理 知识点一
a-b>0 a-b<0 a-b=0
[思考]
1.提示:是.
2.提示: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.
知识点二
1.ac>bc ac<bc
[思考]
3.提示:a+c>b+d成立,a-c>b-d不一定成立,但a-d>
b-c成立.
4.提示:不一定,但当a>b>0,c>d>0时,一定成立.
预习自测
1.C 2.A 3.<
课堂互动学案
[例1] [解] (x2+y2)(x-y)-(x2-y2)(x+y)
=(x-y)(x2+y2)-(x-y)(x+y)2
=(x-y)[(x2+y2)-(x+y)2]
=(x-y)(-2xy).
由于x<y<0,所以x-y<0,-2xy<0,
所以(x-y)(-2xy)>0,
即(x2+y2)(x-y)>(x2-y2)(x+y).
[例2] A [对于 A 项,因为 1a >
1
b
,所 以 1
a -
1
b >0
,即
b-a
ab >0.
又a>b,所以b-a<0.所以ab<0,所以a>0,b<0,故
A正确;对于B项,当a>0,b<0时,有ab <0<1
,故B项错;
对于 C项,当a=10,b=3时,虽有10+1>3+2,但1<2,故
C项错;对于 D项,当a=-1,b=-2时,有(-1)×(-1)>
(-2)×7,但-1<7,故 D项错.]
[例3] 证明:因为bc-ad≥0,所以bc≥ad,
所以bc+bd≥ad+bd,即b(c+d)≥d(a+b).
又bd>0,两边同除以bd得,a+bb ≤
c+d
d .
[例4] [解] ∵3<b<4,∴-4<-b<-3.
∴1-4<a-b<6-3,即-3<a-b<3.
又1
4<
1
b<
1
3
,∴14<
a
b <
6
3
,
即1
4<
a
b <2.
综上,a-b的取值范围为(-3,3),ab
的取值
范围为 1
4
,2( ).
变式训练
1.解:(1)(x2+1)2-(x4+x2+1)
=(x4+2x2+1)-(x4+x2+1)=x2.
因为x2≥0,所以(x2+1)2-(x4+x2+1)≥0,
即(x2+1)2≥x4+x2+1,当且仅当x=0时取等号.
(2)(x3-1)-(2x2-2x)
=(x-1)(x2+x+1)-2x(x-1)
=(x-1)(x2-x+1)
=(x-1) x-12( )
2
+34[ ].
因为x<1,所以x-1<0,
又 x-12( )
2
+34>0
,
所以(x-1) x-12( )
2
+34[ ] <0,
所以x3-1<2x2-2x.
2.解析:(1)①
c
a <
c
b
c>0 }⇒
1
a <
1
b
,当a<0,b>0时,此式成
立,推不出a>b,所以①错.
②当a=3,b=1,c=-2,d=-3时,命题显然不成立.所以
②错.
③a>b>0c>d>0}⇒
a
d >
b
c >0⇒
a
d >
b
c
成立.
所以③对.
④显然c2>0,所以两边同乘以c2,得a>b.
所以④对.
(2)∵1a<
1
b<0
,∴b<a<0,∴b2>a2,ab<b2,a+b<0,
∴A,B,C 均正确,∵b<a<0,∴|a|+|b|=|a+b|,故 D
错误.
答案:(1)①× ②× ③√ ④√ (2)D
3.证明:∵c<d<0,∴-c>-d>0.
又a>b>0,∴a-c>b-d>0,
则(a-c)2>(b-d)2>0,
即 1(a-c)2
< 1(b-d)2
.
又e<0,∴ e(a-c)2
> e(b-d)2
4.解:∵1<a<4,2<b<8,∴2<2a<8,6<3b<24.
∴8<2a+3b<32.
∵2<b<8,∴-8<-b<-2.
又∴1<a<4,∴1+(-8)<a+(-b)<4+(-2),
即-7<a-b<2.
故2a+3b的取值范围是(8,32),a-b的取值范围是(-7,2).
随堂步步夯实
1.A [由-1<β<1,得-1<-β<1,又-1<α<1,所以-2<
α-β<2,而α<β,所以-2<α-β<0.]
2.A [由题意可令a=1,b=-1,此时①不对,③中,此时a-b
=2,有 1a-b<
1
a
,故③不 对,令a=-1,b=-2,此 时 ②
不对.]
3.BC [对于 A,a>b>1,则1a<
1
b
,则c
a >
c
b
,A 错误;对于
B,a>b>1,则ac<bc,B正确;对于C,a>b>1,则-a<-b,
则-ac>-bc,则ab-ac>ab-bc,则a(b-c)>b(a-c),
C正确;对于 D,a>b>1,则a-c>b-c,又c<0,则a-c>a,
故a与b-c的大小关系不确定,D错误.]
4.解析:∵-1≤b≤2,∴-2≤-b≤1,又1≤a≤5,
∴-1≤a-b≤6.
答案:[-1,6]
5.证明:因为c<d<0,所以-c>-d>0,
又因为a>b>0,所以a-c>b-d>0.
不等式的两边同乘 1(a-c)(b-d)
,
得 1
b-d>
1
a-c>0
,
又因为f<0,所以 fb-d<
f
a-c
,即 f
a-c>
f
b-d.
3.2 基本不等式
第1课时 基本不等式
课前预习学案
情境引入
提示:(1)a2+b2≥2ab (2) ab≤a+b2
知识梳理 知识点一
1.a2+b2≥2ab 2.a=b 算术平均数 几何平均数 不小于
[思考]
1.提示:a,b既可以是具体的某个数,也可以是代数式.
2.提 示:不 能,如
(-3)+(-4)
2 ≥
(-3)×(-4)是 不 成
立的.
912
参考答案
知识点二
(1)x=y (2)x=y 2 p
[思考]
3.提示:当x>0时,x+1x
的最小值是2;
当x<0时,x+1x
没有最小值.
预习自测
1.BD
2.D [因为x>0,所以3x+2x≥2 6
,
当且仅当3x=2x
,即x= 63
时取等号.]
3.解析:因为不等式成立的前提条件是各项均为正,
所以x-2y>0,即x>2y.
答案:x>2y
课堂互动学案
[例1] [解析] [法一:∵0<a<b,∴a<a+b2 <b
,排除 A,C
两项.
又 ab-a= a(b- a)>0,即 ab>a,排除 D项.
法二:取a=2,b=8,则 ab=4,a+b2 =5
,
所以a< ab<a+b2 <b.
]
[答案] B
[例2] (1) [解析] a<0,则a+4a ≥4
不成立,故 A 错;a
=1,b=1,a2+b2<4ab,故B错;a=4,b=16,则 ab<a+b2
,
故 C错.由基本不等式可知 D项正确.
[答案] D
(2) [解析] 当ba
,a
b
均为正数 时,b
a +
a
b ≥2
,故 只 须
a、b同号即可,∴①③④均可以.
[答案] C
[例3] [证明] (1)∵a2+b2≥2ab,
b2+c2≥2bc,
c2+a2≥2ac.
∴2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca)(当且仅当a=b=c取等号)
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca.
(2)因为a,b,c全不相等,
所以b
a
与a
b
,c
a
与a
c
,c
b
与b
c
全不相等,
所以b
a +
a
b >2
,c
a +
a
c >2
,c
b +
b
c >2
,
三式相加得,b
a +
c
a +
c
b +
a
b +
a
c +
b
c >6
,
所以 b
a +
c
a -1( )+
c
b +
a
b -1( )+
a
c +
b
c -1( ) >3,
即b+c-a
a +
a+c-b
b +
a+b-c
c >3.
变式训练
1.ACD [b2-ab=b(b-a)>0,则b2>ab,A 正确;a+ 1b -
b+1a( )=(a-b)+
a-b
ab =
(a-b)1+1ab( ) ,而a-b>0,
1+1ab>0
,所以a+ 1b - b+
1
a( ) >0,即a+
1
b >b+
1
a
,
B错误;ba +
a
b ≥2
b
a
a
b =2
且 b
a
,a
b >0
,当 且 仅 当
a=b时等号成立,而b<a<0,故ba +
a
b >2
,C 正确;a2+
1
a- b
2+1b( )=a
2-b2+b-aab =
(a-b)a+b-1ab( ) ,而
a-b>0,a+b- 1ab<0
,所 以 a2 + 1a - b
2+1b( ) <0,
即a2+1a<b
2+1b
,D正确.]
2.CD [ab≤ a+b2( )
2
≤a
2+b2
2
,当且仅当a=b=2时等号成
立,则ab≤ 42( )
2
=4或 42( )
2
≤a
2+b2
2
,则1
ab≥
1
4
,ab≤2,
a2+b2≥8, 1
a2+b2
≤18
,即 AB错误,D正确;1a +
1
b=
a+b
ab
=4ab≥4×
1
4=1
,C选项正确.]
3.证明:因为x,y,z是互不相等的正数,且x+y+z=1,
所以1
x-1=
1-x
x =
y+z
x >
2 yz
x
,①
1
y-1=
1-y
y =
x+z
y >
2 xz
y
,②
1
z-1=
1-z
z =
x+y
z >
2 xy
z
,③
又x,y,z为正数,由①×②×③,得
1
x-1( )
1
y-1( )
1
z-1( ) >8.
随堂步步夯实
1.A [a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,∴a2+b2≥2ab,ab≤a
2+b2
2 .
]
2.C [因为nm >0
,m
n >0
且n
m ≠
m
n
,
所以n
m +
m
n >2
n
m
m
n =2.
]
3.解析:x2=a+b+2 ab2
,y2=a+b=a+b+a+b2 .
∵a+b>2 ab(a>0,b>0且a≠b),∴x2<y2.
∵x,y>0,∴x<y.
答案:x<y
4.解析:因为ab≤ a+b2( )
2
=1.所以①正确;因为(a+b)2=
a+b+2 ab=2+2 ab≤2+a+b=4,故②不正确;a2+b2
≥
(a+b)2
2 =2
,所以③正确;1a+
1
b=
a+b
ab =
2
ab≥2
,所以④
正确.
答案:①③④
5.证明:(1)∵x>0,y>0,∴xy >0
,y
x >0
,
∴yx +
x
y ≥2
y
x
x
y =2
,
由于当且仅当y
x =
x
y
,即x=y时取等号,
但x≠y,因此不能取等号,
∴yx +
x
y >2.
(2)∵x>0,y>0,∴x+y≥2 xy,
∴2xyx+y≤
2xy
2 xy
= xy,
当且 仅 当 x=y 时 取 等 号,但 x≠y,因 此 不 能 取 等 号,
∴2xyx+y< xy.
第2课时 基本不等式的应用
课前预习学案
情境引入
提示 这两个都是求最值问题.第一个问题是矩形周长一
定,即长x与宽y 的和一定,求xy的最大值,xy≤ x+y2( )
2
=252=625,当且仅当x=y=25时取等号,即鸡舍为正方
形,长与宽各为25米时鸡舍面积最大.第二个问题是矩形面
积一定,求矩形长x 与宽y 之和最小值,x+y≥2 xy=
2 10000=200,当且仅当x=y=100时取等号,即当农场
为正方形,边长为100米时,所用篱笆最省.
022
数学必修第一册
3.2 基本不等式
第1课时 基本不等式
课程标准 素养解读
掌握基本不等式a+b
2 ≥ ab
(a,b都是正数).
能用基本不等式解决问题
通过学习基本不等式及其简单应用,重点培养
数学运算、逻辑推理素养
[情境引入]
(1)对∀a、b∈R.a2+b2 与2ab的大小如何?
(2)在图中,AB 是圆的直径,
点C 是AB 上一点,AC=a,
BC=b.过点C 作垂直于AB
的弦DE,连接AD,BD.可得
到CD= ab,12AB=
a+b
2
,由
CD 小于或等于圆的半径,可得出什么样的不
等关系?
[知识梳理]
[知识点一] 重要不等式与基本不等式
1.重要不等式
∀a,b∈R,有 ,当且仅当a=b
时,等号成立.
2.基本不等式
如果a>0,b>0,有 ab≤a+b2
,当且仅当
时,等号成立.
其中,a+b
2
叫做正数a,b的 ,
ab叫做正数a,b的 .
基本不等式表明:两个正数的算术平均数
它们的几何平均数.
1.基本不等式中的a,b只能是具体
的某个数吗?
2.基本不等式成立的条件“a,b>0”
能省略吗? 请举例说明.
[知识点二] 基本不等式与最值
已知x,y都是正数,则
(1)如果和x+y等于定值s(和为定值),那么
当 时,积xy有最大值14s
2.
(2)如果积xy等于定值p(积为定值),那么当
时,和x+y有最小值 .
3.x+1x
上的最小值是2吗?
[预习自测]
1.(多选)下列结论正确的是 ( )
A.对于任意a,b∈R,a2+b2≥2ab,a+b≥
2 ab均成立
B.若a,b同号,则ba+
a
b≥2
C.若a>0,b>0,则ab≤a+b2
恒成立
D.若a>0,b>0,且a≠b,则a+b>2 ab
2.已知x>0,则3x+2x
的最小值为 ( )
A.3 B.2 3 C.3 2 D.2 6
3.不等式(x-2y)+ 1x-2y≥2
成立的前提条
件为 .
53
第一章 预备知识
利用基本不等式比较大小
[例1]设0<a<b,则下列不等式中正确的是
( )
A.a<b< ab<a+b2 B.a< ab<
a+b
2 <b
C.a< ab<b<a+b2 D.ab<a<
a+b
2 <b
[思路点拨] 当a>0,b>0时,a+b2 ≥
ab,当且仅当a=b时取等号,注意等号成
立的条件.
[尝试解答]
利用基本等式比较实数大小的注意事项
(1)利用基本不等式比较大小,常常要注意
观察其形式(和与积).
(2)利用基本不等式时,一定要注意条件是
否满足a>0,b>0.
[变式训练]
1.(多选)已知b<a<0,则下列不等式正确的是
( )
A.b2>ab B.a+1b<b+
1
a
C.ba+
a
b>2 D.a
2+1a<b
2+1b
利用基本不等式判断不等式的成立
[例2](1)下列不等式中正确的是 ( )
A.a+4a≥4 B.a
2+b2≥4ab
C.ab≥a+b2 D.x
2+3
x2
≥2 3
(2)给出下列条件:①ab>0;②ab<0;③a>0,
b>0;④a<0,b<0,其中能使ba+
a
b≥2
成立
的条件有 ( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
[思路点拨] 根据基本不等式成立的条件
判断.
[尝试解答] (1)
(2)
不等式a2+b2≥2ab与a+b≥ ab的比较
(1)两个不等式a2+b2≥2ab与a+b2 ≥ ab
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a+b2 ≥ ab
都
是带有等号的不等式,都是“当且仅当
a=b时,等号成立”.
[变式训练]
2.(多选)若a>0,b>0.且a+b=4,则下列不
等式恒成立的是 ( )
A.0<1ab≤
1
4 B.ab<2
C.1a+
1
b≥1 D.
1
a2+b2
≤18
利用基本不等式证明不等式
[例3] (1)证明不等式a2+b2+c2≥ab+
bc+ca;
(2)已知a,b,c是全不相等的正实数,求证:
b+c-a
a +
a+c-b
b +
a+b-c
c >3.
[思路点拨] 利用基本不等式证明不等
式,注意等号成立的条件.
63
数学必修第一册
利用基本不等式证明不等式的注意事项
(1)策略:从已证不等式和问题的已知条件
出发,借助不等式的性质和有关定理,
经过逐步的逻辑推理,最后转化为所求
问题,其特征是以“已知”看“可知”,逐
步推向“未知”.
(2)注意事项:
①多次使用基本不等式时,要注意等号
能否成立;
②累加法是不等式证明中的一种常用
方法,在证明不等式时注意使用条件;
③对不能直接使用基本不等式的证明可
重新组合,形成基本不等式模型再使用.
[变式训练]
3.已知x,y,z是互不相等的正数,且x+y+z
=1,求证:1x-1
æ
è
ç
ö
ø
÷
1
y-1
æ
è
ç
ö
ø
÷
1
z-1
æ
è
ç
ö
ø
÷>8.
1.下列不等式成立的是 ( )
A.ab≤a
2+b2
2 B.ab≥
a2+b2
2
C.a+b≥2 ab D.a+b≤2 ab
2.若m<n<0,则下列不等式中正确的是
( )
A.1n>
1
m B.|n|>|m|
C.nm+
m
n>2 D.m+n>mn
3.已知a,b是不相等的正数,x= a+b
2
,y=
a+b,则x,y的大小关系是 .
4.若a>0,b>0.a+b=2.则下列不等式
①ab≤1,② a+b≤ 2;③a2+b2≥2;
④1a+
1
b≥2.
对满足条件的a,b恒成立的
是 (填序号).
5.已知x,y都是正数,且x≠y.
求证:(1)yx+
x
y>2
;
(2)2xyx+y< xy.
学习至此,请完成配套训练
73
第一章 预备知识