内容正文:
衔接教材 夯基固本
落实
第3节 不等式及其性质
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
b<a
b>a
a>c
a<c
ac>bc
ac<bc
衔接教材 夯基固本
落实
a+c>b+d
ac>bd
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
D
衔接教材 夯基固本
落实
D
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
BCD
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
C
衔接教材 夯基固本
落实
B
衔接教材 夯基固本
落实
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
D
关键能力 进阶突破
提升
C
关键能力 进阶突破
提升
A
关键能力 进阶突破
提升
D
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
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关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
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C
关键能力 进阶突破
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BC
关键能力 进阶突破
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关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
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关键能力 进阶突破
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关键能力 进阶突破
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D
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B
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关键能力 进阶突破
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1.理解用作差法比较两个实数大小的理论依据.
2.理解不等式的性质,掌握不等式性质的简单应用.(重点)
一、比较两个实数大小的方法
关系
方法
作差法
作商法
a>b
a-b>0
eq \f(a,b)>1(a,b>0)或 eq \f(a,b)<1(a,b<0)
a=b
a-b=0
eq \f(a,b)=1(b≠0)
a<b
a-b<0
eq \f(a,b)<1(a,b>0)或 eq \f(a,b)>1(a,b<0)
作商比较时,一定要保证a,b同号,且分母不为0.
二、不等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
a>b⇔______;a<b⇔______
可逆
传递性
a>b,b>c⇒______;a<b,b<c⇒______
同向
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
可乘性
a>b,c>0⇒__________;a>b,c<0⇒__________
c的符号
性质
性质内容
注意
同向可加性
a>b,c>d⇒______________
同向
同向同正
可乘性
a>b>0,c>d>0⇒__________
同向
同正
可乘方性
a>b>0⇒an>bn,n∈N,n≥2
同正
可开方性
a>b>0⇒ eq \r(n,a)> eq \r(n,b),n∈N,n≥2
同正
两个同向不等式可以相加但不一定能相乘,例如2>-1,-1>-3,但2×(-1)>(-1)×(-3)不成立.
不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒ eq \f(1,a)< eq \f(1,b);
②a<b<0⇒ eq \f(1,a)> eq \f(1,b);
③a>b>0,0<c<d⇒ eq \f(a,c)> eq \f(b,d);
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒ eq \f(1,b)< eq \f(1,x)< eq \f(1,a).
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质: eq \f(b,a)< eq \f(b+m,a+m), eq \f(b,a)> eq \f(b-m,a-m)(b-m>0);
②假分数的性质: eq \f(a,b)> eq \f(a+m,b+m), eq \f(a,b)< eq \f(a-m,b-m)(b-m>0).
一、教材典题改编
1.(人教A版必修第一册P42例2改编)若a>b>0,c<d<0,则一定有( )
A. eq \f(a,c)- eq \f(b,a)>0
B. eq \f(a,c)- eq \f(b,d)<0
C. eq \f(a,d)> eq \f(b,c)
D. eq \f(a,d)< eq \f(b,c)
2.(人教A版必修第一册P43习题2.1T8改编)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. eq \f(1,a)> eq \f(1,b) C.a2<b2 D.a3<b3
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, eq \f(1,a)< eq \f(1,b),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.(人教A版必修第一册P43习题2.2T10改编)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: eq \f(a,b)< eq \f(a+m,b+m) 解析: eq \f(a,b)- eq \f(a+m,b+m)= eq \f(a(b+m)-b(a+m),b(b+m))= eq \f(m(a-b),b(b+m)),
∵b>a>0,m>0,∴a-b<0,∴ eq \f(m(a-b),b(b+m))<0,
∴ eq \f(a,b)< eq \f(a+m,b+m).
二、易误易混澄清
1.(多选)(忽视字母符号)下列命题为真命题的是( )
A. 若a>b>0,则ac2>bc2
B. 若a<b<0,则a2>ab>b2
C. 若a>b>0且c<0,则 eq \f(c,a2)> eq \f(c,b2)
D. 若a>b且 eq \f(1,a)> eq \f(1,b),则ab<0
解析:当c=0时,不等式不成立,∴A中命题是假命题; eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a<b,,a<0,))⇒a2>ab, eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a<b,,b<0,))⇒ab>b2,∴a2>ab>b2,∴B中命题是真命题;a>b>0⇒a2>b2>0⇒0< eq \f(1,a2)< eq \f(1,b2),∵c<0,∴ eq \f(c,a2)> eq \f(c,b2),∴C中命题是真命题; eq \f(1,a)> eq \f(1,b)⇒ eq \f(1,a)- eq \f(1,b)>0⇒ eq \f(b-a,ab)>0,∵a>b,∴b-a<0,则ab<0,∴D中命题是真命题.
2.(多次运用不等式性质扩大范围)已知1<a+2b<2,-2<2a-b<1,则8a+b的取值范围是( )
A. (-5, eq \f(38,5))
B.(-5, eq \f(36,5))
C. (-4,7)
D.(-4, eq \f(36,5))
解析:因为8a+b=2(a+2b)+3(2a-b),1<a+2b<2,-2<2a-b<1,所以2<2(a+2b)<4,-6<3(2a-b)<3,则-4<8a+b<7.
3.(乘法运算忽视符号)已知实数a∈(-3,1),b∈( eq \f(1,8), eq \f(1,4)),则 eq \f(a,b)的取值范围是( )
A. (-12,8)
B.(-24,8)
C. (-24,4)
D.(-12,4)
解析:当-3<a≤0时, eq \f(a,b)∈(-24,0];当0<a<1时, eq \f(a,b)∈(0,8).故 eq \f(a,b)∈(-24,8).
考点一 比较两数(式)的大小
[例1] (1)若a= eq \f(ln 3,3),b= eq \f(ln 4,4),c= eq \f(ln 5,5),则( )
A.a<b<c
B.c<b<a
C.c<a<b
D.b<a<c
(2)(2025·石嘴山模拟)设M=ab-b2,N=a2-ab,则M,N的大小关系是________________.
答案:(1)B (2)N≥M 解析:(1)方法一 构造函数f(x)= eq \f(ln x,x)(x>0),则f′(x)= eq \f(1-ln x,x2).令f′(x)>0,得0<x<e;令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.
方法二 易知a,b,c都是正数.∵ eq \f(b,a)= eq \f(3ln 4,4ln 3)=log8164<1,∴a>b,
∵ eq \f(b,c)= eq \f(5ln 4,4ln 5)=log6251 024>1,∴b>c,∴c<b<a.
(2)因为M=ab-b2,N=a2-ab,所以N-M=(a2-ab)-(ab-b2)=a2-2ab+b2=(a-b)2≥0,当且仅当a=b时,等号成立,所以N≥M.
比较两个数(式)大小的常用方法
作差法
作差;变形;定号;得出结论
作商法
作商;变形;判断商与1的大小关系;得出结论
构造函数
利用函数的单调性比较大小
训练1 (1)若P= eq \r(a+7)+ eq \r(a),Q= eq \r(a+3)+ eq \r(a+4)(a≥0),则P,Q的大小关系为( )
A. P>Q
B.P≥Q
C. P≤Q
D.P<Q
解析:依题意可知P>0,Q>0,a≥0,P2=2a+7+2 eq \r(a2+7a),Q2=2a+7+2 eq \r(a2+7a+12),所以P2<Q2,所以P<Q.
(2)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
解析:∵c是正实数,且c<1,∴0<c<1,由c<cb<ca<1,得0<a<b<1,∵ eq \f(aa,ab)=aa-b>1,∴ab<aa,∵ eq \f(aa,ba)=( eq \f(a,b))a,0< eq \f(a,b)<1,a>0,∴( eq \f(a,b))a<1,即aa<ba.综上可知,ab<aa<ba.
考点二 利用不等式的性质比较大小
[例2] (1)(2025·济南模拟)若a>0>b,则( )
A. a3>b3
B.|a|>|b|
C. eq \f(1,a)< eq \f(1,b)
D.ln (a-b)>0
(2)(2025·合肥模拟)已知a>b>c>d>0,且a+d=b+c,则下列不等式中不成立的是( )
A. a+c>b+d
B.ac>bd
C. ad<bc
D. eq \f(a,b)> eq \f(c,d)
解析:(1)∵a>0>b,∴a3>0,b3<0,即a3>b3,故A正确;取a=1,b=-2,则|a|>|b|不成立, eq \f(1,a)< eq \f(1,b)也不成立,故B,C错误;取a= eq \f(1,2),b=- eq \f(1,2),则ln (a-b)=ln 1=0,故D错误.
(2)∵a>b>c>d>0,∴a+c>b+d,ac>bd,故A,B中不等式成立;∵a>b>c>d>0,∴a-d>b-c>0,∴(a-d)2>(b-c)2,即(a+d)2-4ad>(b+c)2-4bc,又a+d=b+c,∴ad<bc,故C中不等式成立;∵a>b>c>d>0,ad<bc,∴ eq \f(a,b)< eq \f(c,d),故D中不等式不成立.
判断不等式成立常用的3种方法
(1)直接利用不等式的性质逐个验证,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件.
(2)利用特殊值法排除错误答案.
(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.
训练2 (1)已知a,b∈R,满足ab<0,a+b>0,a>b,则( )
A. eq \f(1,a)< eq \f(1,b)
B. eq \f(b,a)+ eq \f(a,b)>0
C. a2>b2
D.a<|b|
解析:因为ab<0,a>b,所以a>0,b<0, eq \f(1,a)>0, eq \f(1,b)<0,故A错误; eq \f(b,a)<0, eq \f(a,b)<0,则 eq \f(b,a)+ eq \f(a,b)<0,故B错误;又a+b>0,即a>-b>0,则a2>(-b)2,a2>b2,故C正确;由a>-b>0得a>|b|,故D错误.
(2)(多选)(2025·邵阳模拟)已知0<a<b<1,则下列不等式中成立的是( )
A. ( eq \f(1,2))a<( eq \f(1,2))b
B.ln a<ln b
C. a3<b3
D.sin a>sin b
解析:对于A,因为y=( eq \f(1,2))x在R上为减函数,且0<a<b<1,所以( eq \f(1,2))a>( eq \f(1,2))b,所以A错误;对于B,因为y=ln x在(0,+∞)上为增函数,0<a<b<1,所以ln a<ln b,所以B正确;对于C,因为0<a<b<1,所以由不等式的性质可得a3<b3,所以C正确;对于D,因为0<a<b<1< eq \f(π,2),且函数y=sin x在(0, eq \f(π,2))上单调递增,所以sin a<sin b,所以D错误.
考点三 利用不等式的性质求代数式的取值范围
[例3] (1)(多选)已知3<a<6,1<b<5,则( )
A. eq \f(a,b)∈( eq \f(6,5),3)
B. eq \f(a,b)∈( eq \f(3,5),6)
C. a-2b∈(-4,1)
D.a-2b∈(-7,4)
(2)设x,y为实数,满足2≤xy2≤3,3≤ eq \f(x2,y)≤4,则 eq \f(x5,y5)的最大值是________________.
答案:(1)BD (2)32 解析:(1)∵1<b<5,
∴-10<-2b<-2, eq \f(1,5)< eq \f(1,b)<1,又3<a<6,
∴-7<a-2b<4, eq \f(3,5)< eq \f(a,b)<6,即 eq \f(a,b)∈( eq \f(3,5),6),a-2b∈(-7,4),∴B,D正确.
(2) eq \f(x5,y5)=( eq \f(x2,y))3 eq \f(1,xy2),∵3≤ eq \f(x2,y)≤4,∴27≤( eq \f(x2,y))3≤64,∵2≤xy2≤3,∴ eq \f(1,3)≤ eq \f(1,xy2)≤ eq \f(1,2),根据不等式的性质得9≤( eq \f(x2,y))3· eq \f(1,xy2)≤32,则 eq \f(x5,y5)的最大值为32,当且仅当 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x2,y)=4,,xy2=2,))即 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=2,,y=1))时,等号成立.
利用不等式的性质求代数式取值范围的注意点
(1)必须严格运用不等式的性质,特别关注性质的条件.
(2)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.
训练3 (1)已知α∈(0, eq \f(1,2)),β∈[0, eq \f(1,2)],则2α- eq \f(β,3)的取值范围是( )
A. (0, eq \f(5,6))
B.(- eq \f(1,6), eq \f(5,6))
C. (0,1)
D.(- eq \f(1,6),1)
解析:因为α∈(0, eq \f(1,2)),所以0<2α<1,又β∈[0, eq \f(1,2)],所以0≤ eq \f(β,3)≤ eq \f(1,6),所以- eq \f(1,6)≤- eq \f(β,3)≤0,所以- eq \f(1,6)<2α- eq \f(β,3)<1.
(2)(2025·郑州模拟)已知2<x<4,-3<y<-1,则 eq \f(x,x-2y)的取值范围是( )
A. ( eq \f(1,10), eq \f(1,4))
B.( eq \f(1,4), eq \f(2,3))
C. ( eq \f(1,5),1)
D.( eq \f(2,3),2)
解析:由题意,2<x<4,原式分子和分母同时除以x,得 eq \f(x,x-2y)= eq \f(1,1-\f(2y,x)),由条件得2<-2y<6,所以 eq \f(1,2)<- eq \f(2y,x)<3,所以 eq \f(3,2)<1- eq \f(2y,x)<4,所以 eq \f(1,4)< eq \f(1,1-\f(2y,x))< eq \f(2,3).
$$