内容正文:
第一章集合与常用逻辑用语、不等式
第3节 不等式及其性质
学习导航站
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 两个实数比较大小的方法★★☆☆☆
考点2 不等式的性质★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
限时【变式训练】挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
【知识梳理】
考点1 两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
考点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).
【解题技巧】
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,则a>b⇔<.
【教材回归】概念思考辨析+教材经典改编
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)a>b⇔ac3>bc3.( )
(2)a=b⇔ac=bc.( )
(3)若>1,则a>b.( )
(4)a<x<b<0⇒<<.( )
2.(人教A必修一P43T8改编)(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.(苏教必修一P53【典例 】3改编)设M=x2+y2+1,N=2(x+y-1),则M与N的大小关系为 .
4.(人教B必修一P81习题2-2BT3改编)已知a∈(1,3),b∈(2,3),则a-2b的取值范围是 .
【考向核心题型】
考点1 比较数(式)的大小
【典例 】1.若正实数a,b,c满足c<cb<ca<1,则( )
A.aa<ab<ba B.aa<ba<ab
C.ab<aa<ba D.ab<ba<aa
【典例 】2.已知M=,N=,则M,N的大小关系为 .
【变式训练】1.若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
【变式训练】2.(2025·上海调研)如果x<0,0<y<1,那么,,的大小关系是 .
考点2 不等式的基本性质
【典例】3.若实数a,b满足a<b<0,则( )
A.a+b>0 B.a-b<0
C.|a|<|b| D.>
【典例】4.(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>
【变式训练】3.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
【变式训练】4.(多选)若<<0,则下列不等式正确的是( )
A.< B.|a|+b>0
C.a->b- D.ln a2>ln b2
考点3 不等式性质的应用
【典例】5.(2025·西安质测)已知-1<a<5,-3<b<1,则以下结论错误的是( )
A.-15<ab<5
B.-4<a+b<6
C.-2<a-b<8
D.当b≠0时,-<<5
【典例】6.(2025·重庆质检)已知a-b∈[5,27],a+b∈[6,30],则7a-5b的取值范围是( )
A.[-24,192] B.[-24,252]
C.[36,252] D.[36,192]
【变式训练】5.已知3<a<8,4<b<9,则的取值范围是 .
【变式训练】6.已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围是 ,3x+2y的取值范围是 .
【限时训练】(限时:60分钟)
一、单选题
1.已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为( )
A.M>N
B.M<N
C.M≤N
D.M,N大小关系不确定
2.已知a,b∈R,若a>b,<同时成立,则( )
A.ab>0 B.ab<0
C.a+b>0 D.a+b<0
3.已知ab=1,M=+,N=+,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N
C.M=N D.无法确定
4.(2025·北海统考)已知a>b>0>c,则( )
A.ac>bc
B.a(b-c)<b(a-c)
C.<
D.a2+b2+c2>2ab-2ac+2bc
5.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3) B.
C. D.
6.已知a<b<c,a+b+c=0,则( )
A.ab<b2 B.ac>bc
C.< D.<1
7.已知m5=4,n8=9,0.9p=0.8,则正数m,n,p的大小关系为( )
A.p>m>n B.m>n>p
C.m>p>n D.p>n>m
8.(2025·沈阳模拟)实数x,y满足2x+y=1.若|2y-1|-2|x|<3,则实数x的取值范围是( )
A.(-1,2) B.(-1,0)
C. D.
二、多选题
9.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
10.已知实数x,y满足-3<x+2y<2,-1<2x-y<4,则( )
A.-1<x<2 B.-2<y<1
C.-3<x+y<3 D.-1<x-y<3
11.已知实数a,b,c满足a>b>c,且abc=1,则下列说法正确的是( )
A.(a+c)2> B.<
C.a2>b2 D.(a2b-1)(ab2-1)>0
三、填空题
12.已知M=x2-3x,N=-3x2+x-3,则M,N的大小关系是 .
13.若-1<a+b<3,2<a-b<4,t=2a+b,则a的取值范围为 ;t的取值范围为 .
14.已知a>b>c,2a+b+c=0,则的取值范围是 .
四、解答题
15.(1)设a>b>0,比较与的大小;
(2)已知a>b>0,c<d<0,e<0,求证:>.
16.已知实数a,b满足-3≤a+b≤2,-1≤a-b≤4.
(1)求实数a的取值范围;
(2)求3a-2b的取值范围.
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第一章集合与常用逻辑用语、不等式
第3节 不等式及其性质
学习导航站
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 两个实数比较大小的方法★★☆☆☆
考点2 不等式的性质★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
限时【变式训练】挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
【知识梳理】
考点1 两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
考点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).
【解题技巧】
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,则a>b⇔<.
【教材回归】概念思考辨析+教材经典改编
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)a>b⇔ac3>bc3.( )
(2)a=b⇔ac=bc.( )
(3)若>1,则a>b.( )
(4)a<x<b<0⇒<<.( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√
【解析】(1)由不等式的性质,ac3>bc3⇏a>b;
反之,c≤0时,a>b⇏ac3>bc3.
(2)由等式的性质,a=b⇒ac=bc;
反之,c=0时,ac=bc⇏a=b.
(3)a=-3,b=-1,则>1,但a<b.
2.(人教A必修一P43T8改编)(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>
【答案】ABD
【解析】C中,若a=-2,b=-1,
则a2>ab>b2,故C错误.其余均为真命题.
3.(苏教必修一P53【典例 】3改编)设M=x2+y2+1,N=2(x+y-1),则M与N的大小关系为 .
【答案】M>N
【解析】M-N=x2+y2+1-2x-2y+2
=(x-1)2+(y-1)2+1>0.故M>N.
4.(人教B必修一P81习题2-2BT3改编)已知a∈(1,3),b∈(2,3),则a-2b的取值范围是 .
【答案】(-5,-1)
【解析】由b∈(2,3)得-6<-2b<-4,
又1<a<3,故-5<a-2b<-1.
【考向核心题型】
考点1 比较数(式)的大小
【典例 】1.若正实数a,b,c满足c<cb<ca<1,则( )
A.aa<ab<ba B.aa<ba<ab
C.ab<aa<ba D.ab<ba<aa
【答案】C
【解析】∵c是正实数,且c<1,∴0<c<1,
由c<cb<ca<1,得0<a<b<1,
∵=aa-b>1,∴ab<aa,
∵=,0<<1,a>0,
∴<1,即aa<ba,
综上可知,ab<aa<ba.
【典例 】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(2 024)>f(2 025),即M>N.
【思维建模】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.
【变式训练】1.若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
【答案】B
【解析】法一 易知a,b,c都是正数,
==log8164<1,所以a>b;
==log6251 024>1,所以b>c.
即c<b<a.
法二 构造函数f(x)=,
则f'(x)=,
由f'(x)>0,得0<x<e;由f'(x)<0,得x>e.
∴f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,∴f(3)>f(4)>f(5),即a>b>c.
【变式训练】2.(2025·上海调研)如果x<0,0<y<1,那么,,的大小关系是 .
【答案】>>
【解析】法一 因为三个式子的值很明显都是负数,
且=y∈(0,1),所以>;
同理=y∈(0,1),所以>.
综上,<<.
法二 因为-=>0,
所以>;
因为-=>0,
所以>,所以>>.
考点2 不等式的基本性质
【典例】3.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.
【典例】4.(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.
【思维建模】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,要特别注意前提条件;
(2)利用特殊值排除法;
(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.
【变式训练】3.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
【答案】B
【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.
【变式训练】4.(多选)若<<0,则下列不等式正确的是( )
A.< B.|a|+b>0
C.a->b- D.ln a2>ln b2
【答案】AC
【解析】由<<0,可知b<a<0.
A中,因为a+b<0,ab>0,
所以<0,>0,
则<,故A正确;
B中,因为b<a<0,
所以-b>-a>0,
故-b>|a|,即|a|+b<0,故B错误;
C中,因为b<a<0,又<<0,
则->->0,
所以a->b-,故C正确;
D中,因为b<a<0,根据y=x2在(-∞,0)上单调递减,可得b2>a2>0,而y=ln x在定义域(0,+∞)上单调递增,
所以ln b2>ln a2,故D错误.
考点3 不等式性质的应用
【典例】5.(2025·西安质测)已知-1<a<5,-3<b<1,则以下结论错误的是( )
A.-15<ab<5
B.-4<a+b<6
C.-2<a-b<8
D.当b≠0时,-<<5
【答案】D
【解析】由题知-1<a<5,因为-3<b<1,所以-1<-b<3,
对于A,若则-15<ab<3,若则ab=0,若则-1<ab<5,
综上可得-15<ab<5,故A正确;
对于B,-4=-3-1<a+b<1+5=6,故B正确;
对于C,-2=-1-1<a-b<3+5=8,故C正确;
对于D,当a=4,b=时,=8,故D错误.
【典例】6.(2025·重庆质检)已知a-b∈[5,27],a+b∈[6,30],则7a-5b的取值范围是( )
A.[-24,192] B.[-24,252]
C.[36,252] D.[36,192]
【答案】D
【解析】设7a-5b=m(a-b)+n(a+b)=(m+n)a-(m-n)b,
所以解得
所以7a-5b=6(a-b)+(a+b).
又a-b∈[5,27],a+b∈[6,30],
所以7a-5b=6(a-b)+(a+b)∈[36,192].
【思维建模】利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,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.
【变式训练】5.已知3<a<8,4<b<9,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】∵4<b<9,∴<<,又3<a<8,
∴×3<<×8,即<<2.
【变式训练】6.已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围是 ,3x+2y的取值范围是 .
【答案】(-4,2) (1,18)
【解析】因为-1<x<4,2<y<3,
所以-3<-y<-2,
所以-4<x-y<2.
由-3<3x<12,4<2y<6,
得1<3x+2y<18.
【限时训练】(限时:60分钟)
一、单选题
1.已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为( )
A.M>N
B.M<N
C.M≤N
D.M,N大小关系不确定
【答案】B
【解析】M2-N2=(a+b)-(a+b+2)
=-2<0,∴M<N.
2.已知a,b∈R,若a>b,<同时成立,则( )
A.ab>0 B.ab<0
C.a+b>0 D.a+b<0
【答案】A
【解析】因为<,
所以-=<0,
又a>b,所以b-a<0,所以ab>0.
3.已知ab=1,M=+,N=+,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N
C.M=N D.无法确定
【答案】C
【解析】法一 ∵ab=1,∴b=,
∵M=+=+=1,
N=+=+=1,∴M=N.
法二 由题意知,M=+=+=+=N.
4.(2025·北海统考)已知a>b>0>c,则( )
A.ac>bc
B.a(b-c)<b(a-c)
C.<
D.a2+b2+c2>2ab-2ac+2bc
【答案】C
【解析】对于A,a>b,c<0,则ac<bc,故A错误;
对于B,a>b>0>c,则c<0,b-a<0,
则a(b-c)-b(a-c)=c(b-a)>0,故B错误;
对于C,a>b>0>c,则a+c2>b+c2>0,则<,故C正确;
对于D,a2+b2+c2-(2ab-2ac+2bc)=(a+c)2+b2-2b(a+c)=(a+c-b)2,故存在a=2,b=1,c=-1,使得a2+b2+c2-(2ab-2ac+2bc)=0,故D错误.
5.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3) B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为-3<a<-2,所以4<a2<9,
而3<b<4,即<<,
故的取值范围为(1,3).
6.已知a<b<c,a+b+c=0,则( )
A.ab<b2 B.ac>bc
C.< D.<1
【答案】C
【解析】因为a<b<c,a+b+c=0,所以a<0<c,b的符号不能确定,当b=0时,ab=b2,故A错误;
因为a<b,c>0,所以ac<bc,故B错误;
因为a<0<c,所以<,故C正确;
因为a<b,所以-a>-b,所以c-a>c-b>0,
所以>1,故D错误.
7.已知m5=4,n8=9,0.9p=0.8,则正数m,n,p的大小关系为( )
A.p>m>n B.m>n>p
C.m>p>n D.p>n>m
【答案】A
【解析】由m5=4,得m=<,
由n8=9,得n==,
因此,==
==>1,即>m>n,
由0.9p=0.8,得p=log0.90.8>log0.90.81=2,
于是得p>m>n,
所以正数m,n,p的大小关系为p>m>n.
8.(2025·沈阳模拟)实数x,y满足2x+y=1.若|2y-1|-2|x|<3,则实数x的取值范围是( )
A.(-1,2) B.(-1,0)
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可知y=1-2x,不等式|2y-1|-2|x|<3可化为|1-4x|-2|x|<3.
对绝对值里面的式子进行分类讨论可得当x <0时,原不等式可化为1-4x-2×(-x)<3,即1-2x<3,解得-1<x<0;
当0≤x≤时,原不等式可化为1-4x-2x<3,解得0≤x≤;
当x>时,原不等式可化为4x-1-2x<3,
即2x-1<3,解得<x<2.
综上可知-1<x<2,
即实数x的取值范围是(-1,2).
二、多选题
9.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.
10.已知实数x,y满足-3<x+2y<2,-1<2x-y<4,则( )
A.-1<x<2 B.-2<y<1
C.-3<x+y<3 D.-1<x-y<3
【答案】ABD
【解析】x=[(x+2y)+2(2x-y)]∈(-1,2),故A正确;
y=(x+2y)-(2x-y)∈(-2,1),故B正确;
x+y=∈(-2,2),故C错误;
x-y=∈(-1,3),故D正确.
11.已知实数a,b,c满足a>b>c,且abc=1,则下列说法正确的是( )
A.(a+c)2> B.<
C.a2>b2 D.(a2b-1)(ab2-1)>0
【答案】ABD
【解析】对A,根据a,b,c满足a>b>c,
且abc=1可知a>0,且a,b,c均不等于0,
当b<0时,不等式(a+c)2>显然成立,
当b>0时,a,c均为正数,
由基本不等式可得(a+c)2≥4ac==>,故A正确;
对B,因为a>b>c,故a-c>b-c>0,
故<成立,故B正确;
对C,当a=,b=-1,c=-2时,满足a>b>c且abc=1,但a2>b2不成立,故C错误;
对D,因为abc=1,(a2b-1)(ab2-1)==,因为a>b>c,故>0,故D正确.
三、填空题
12.已知M=x2-3x,N=-3x2+x-3,则M,N的大小关系是 .
【答案】M>N
【解析】∵M-N=(x2-3x)-(-3x2+x-3)
=4x2-4x+3=(2x-1)2+2>0,
∴M>N.
13.若-1<a+b<3,2<a-b<4,t=2a+b,则a的取值范围为 ;t的取值范围为 .
【答案】
【解析】a=[(a+b)+(a-b)],
由-1<a+b<3,2<a-b<4,得
1<(a+b)+(a-b)<7,
所以<[(a+b)+(a-b)]<,
即<a<,
又t=2a+b=(a+b)+(a-b),
∴-+1<(a+b)+(a-b)<+2,
即t∈.
14.已知a>b>c,2a+b+c=0,则的取值范围是 .
【答案】(-3,-1)
【解析】因为a>b>c,2a+b+c=0,
故a>0,c<0,
所以<0,1>>,2++=0,
所以=--2,
所以有1>-2->,
解不等式得-3<<-1,
故的取值范围是(-3,-1).
四、解答题
15.(1)设a>b>0,比较与的大小;
(2)已知a>b>0,c<d<0,e<0,求证:>.
【解析】
(1)∵a>b>0,
∴>0,>0,
∴==1+>1,
∴>.
【证明】
(2)∵c<d<0,∴-c>-d>0,
又a>b>0,
∴a-c>b-d>0,b-a<0,c-d<0,
又e<0,
∴-=
==>0,
∴>.
16.已知实数a,b满足-3≤a+b≤2,-1≤a-b≤4.
(1)求实数a的取值范围;
(2)求3a-2b的取值范围.
【解析】
(1)a=[(a+b)+(a-b)],
由-3≤a+b≤2,-1≤a-b≤4,
得-4≤(a+b)+(a-b)≤6,
∴-2≤[(a+b)+(a-b)]≤3,
即-2≤a≤3,
故实数a的取值范围为[-2,3].
(2)设3a-2b=m(a+b)+n(a-b)
=(m+n)a+(m-n)b,
则解得
∴3a-2b=(a+b)+(a-b),
∵-3≤a+b≤2,-1≤a-b≤4.
∴-≤(a+b)≤1,-≤(a-b)≤10,
∴-4≤3a-2b≤11,
即3a-2b的取值范围为[-4,11].
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