内容正文:
1.3 等式性质与不等式性质
课标要求
考情分析
1.梳理等式的性质,理解不等式的概念.
2.会比较两个数(式)的大小.
3.理解不等式的性质,掌握不等式性质的简单应用.
◎考点考法:以考查不等式的性质为重点,同时考查不等关系,常与函数、数列、几何、实际问题等相结合进行考查.
◎核心素养:数学抽象、逻辑推理.
[对应学生用书P8]
1.倒数性质
若ab>0,则a>b⇒<;
若ab<0,则a>b⇒>.
2.分数性质
若a>b>0,m>0,则
(1)真分数性质:<;>(a-m>0);
(2)假分数性质:>;<(b-m>0).
1.(2025·湖南师大附中质检)若a<b<0,则下列不等式不能成立的是( )
A.> B.a2>b2
C.|a|>|b| D.>
解析 方法一 对于A,由a<b<0得ab >0,则<,即>,故A成立;对于B,由a<b<0得-a>-b>0,则根据不等式的性质有(-a)2>(-b)2>0,即a2>b2,故B成立;对于C,由a<b<0得|a|=-a,|b|=-b,又-a>-b>0,进而|a|>|b|,故C成立;对于D,由a2>b2可得<,故D不成立.故选D.
方法二 取a=-2,b=-1,则=,=1,故>不能成立.故选D.
答案 D
2.已知a,b,c∈R,且a>b,则下列不等式成立的是( )
A.ac>bc B.<
C.a2>b2 D.a+c>b+c
解析 当c≤0时,不等式ac>bc不成立,故A不正确;当a>0,b<0时,不等式<不成立,故B不正确;当a=-1,b=-2时,不等式a2>b2不成立,故C不正确;由不等式的性质知,选项D正确,故选D.
答案 D
3.(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>
解析 C中,若a=-2,b=-1,则a2>ab>b2,故C错误.
答案 ABD
4.设M=x2+y2+1,N=2(x+y-1),则M与N的大小关系为________.
解析 M-N=x2+y2+1-2x-2y+2=(x-1)2+(y-1)2+1>0,故M>N.
答案 M>N
5.已知-1<a<2,-3<b<5,则a+2b的取值范围是________.
解析 ∵-3<b<5,∴-6<2b<10,
又-1<a<2,∴-7<a+2b<12.
答案 (-7,12)
[对应学生用书P9]
考点一 比较两个数(式)的大小 重难考点 师生共研
(1)(多选)下列不等式正确的是( )
A.x2-2x>-3(x∈R)
B.a3+b3≥a2b+ab2(a,b∈R)
C.a2+b2>2(a-b-1)
D.若a>b>0,则a2-b2>-
(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] (1)∵x2-2x+3=(x-1)2+2≥2>0,
∴x2-2x>-3,故A正确;
a3+b3-a2b-ab2=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)·(a2-b2)=(a-b)2(a+b).
∵(a-b)2≥0,a+b的符号不确定,
∴a3+b3与a2b+ab2的大小不确定,故B错误;
∵a2+b2-2a+2b+2=(a-1)2+(b+1)2≥0,
∴a2+b2≥2(a-b-1),故C错误;
∵当a>b>0时,a2-b2-=(a-b)(a+b)-=(a-b)>0,∴a2-b2>-,故D正确.
(2)∵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.
[答案] (1)AD (2)C
判断两数(式)大小的方法
(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④下结论.
(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④下结论.
已知0<a<,且M=+,N=+,则M,N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N
C.M=N D.不能确定
解析 ∵0<a<,∴1+a>0,1+b>0,1-ab>0.∴M-N=+=>0,∴M>N.故选A.
答案 A
考点二 不等式的性质 重难考点 师生共研
(多选)若a>0>b>-a,c<d<0,则下列结论正确的是( )
A.ad>bc B.+<0
C.a-c>b-d D.a(d-c)>b(d-c)
[解析] 因为a>0>b,c<d<0,所以ad<0,bc>0,所以ad<bc,故A错误;
因为0>b>-a,所以a>-b>0,因为c<d<0,
所以-c>-d>0,所以a(-c)>(-b)(-d),所以ac+bd<0,cd>0,所以=+<0,故B正确;
因为c<d,所以-c>-d,因为a>b,所以a+(-c)>b+(-d),即a-c>b-d,故C正确;
因为a>0>b,d-c>0,所以a(d-c)>b(d-c),故D正确.
[答案] BCD
判断不等式是否成立常用的三种方法
(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.
1.若a,b,c为实数,且a<b,c>0,则下列不等关系一定成立的是( )
A.a+c<b+c B.<
C.ac>bc D.b-a>c
解析 对于A,由不等式的性质知,a<b⇒a+c<b+c,正确;对于B,若a=-2,b=-1,则>,错误;对于C,由不等式的性质知,c>0,a<b⇒ac<bc,错误;对于D,a<b⇒b-a>0,又c>0,
所以无法判断b-a与c的大小,错误.
答案 A
2.(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
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.
答案 AC
考点三 不等式性质的综合应用 一题多变 母题探究
已知0<x<5,-1<y<1,则x-2y的取值范围是( )
A.(2,3) B.(-2,3)
C.(2,7) D.(-2,7)
[解析] 因为-1<y<1,所以-2<-2y<2,
又0<x<5,所以-2<x-2y<7.故选D.
[答案] D
(变条件)若将条件改为“-1≤x+y≤2,-2≤x-y≤1”,求x-2y的取值范围.
解析 设x-2y=m(x+y)+n(x-y),∴x-2y=(m+n)x+(m-n)y,
∴解得
∴x-2y=-(x+y)+(x-y),
∵-1≤x+y≤2,-2≤x-y≤1,
∴-1≤-(x+y)≤,-3≤(x-y)≤,
∴-4≤-(x+y)+(x-y)≤2,
即-4≤x-2y≤2.
故x-2y的取值范围为[-4,2].
利用不等式的性质可以求某些代数式的取值范围,但应注意两点:
(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,然后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.
1.(多选)已知1≤a≤2,3≤b≤5,则( )
A.a+b的取值范围为[4,7]
B.b-a的取值范围为[2,3]
C.ab的取值范围为[3,10]
D.的取值范围为
解析 因为1≤a≤2,3≤b≤5,所以4≤a+b≤7,-2≤-a≤-1,1≤b-a≤4,
所以a+b的取值范围为[4,7],b-a的取值范围为[1,4],故A正确,B错误;
因为1≤a≤2,3≤b≤5,所以3≤ab≤10,≤≤,≤≤,
所以ab的取值范围为[3,10],的取值范围为,故C正确,D错误.
答案 AC
2.已知2<x<4,-3<y<-1,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析 原式分子和分母同时除以x,得=,
由条件得2<-2y<6,<<,所以<-<,即<-<3,
所以<1-<4,所以<<,即<<.
答案 B
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