内容正文:
第二章 | 一元二次函数、方程和不等式
2. 1 等式性质与不等式性质
明确目标 发展素养
1.梳理等式的性质
2.理解不等式的概念
3.研究不等式的性质 1.通过不等式性质的判断与证明,培养逻辑推理能力
2.借助不等式性质求范围问题,提升数学运算素养
正数
等于0
负数
>
=
<
答案:D
知识点二 不等式的性质
(一)教材梳理填空
性质 别名 性质内容 注意
1 对称性 a>b⇔______ 可逆
2 传递性 a>b,b>c⇒______ 不可逆
3 可加性 a>b⇔____________ 可逆
4 可乘性 a>b,c>0⇒ac>bc c的符号
a>b,c<0⇒______
5 同向可加性 a>b,c>d⇒____________ 同向
6 同向同正可乘性 a>b>0,c>d>0⇒_______ 同向
7 可乘方性 a>b>0⇒______ (n∈N,n≥2) 同正
b<a
a>c
a+c>b+c
ac<bc
a+c>b+d
ac>bd
an>bn
提醒:上述步骤可概括为“三步一结论”,这里的“判断差的符号”是目的,“变形”是关键.在变形中,一般变得越彻底,越有利于下一步的判断.其中变形的技巧较多,常见的有因式分解法、配方法、有理化法等.
(1)利用不等式的性质及其推论可以证明一些不等式,一定要在理解的基础上,记准、记熟不等式的性质及其推论,并注意在解题中灵活准确地加以应用.
(2)利用不等式的性质进行证明时,应注意紧扣不等式的性质成立的条件,且不可省略条件或跳步证明,更不能随意构造性质与法则.
方法一(性质法)简单快捷,但思路不易发现.
方法二(作差法)思路简单,但通分较麻烦.
方法三(作商法)首先需要判断两个式子的符号,然后再判断其比值与1的大小关系,证明步骤较复杂.
二、应用性——强调学以致用
2.有一批衬衣原价为每件80元,甲、乙两商场均有销售.现在每个商场都推出了促销政策:到甲商场买一件衬衣优惠4元,买两件每件优惠8元,买三件每件优惠12元……依此类推,直至减到半价为止;乙商场则一律按原价7折酬宾.某单位欲为每位员工购买一件该衬衣,问:到哪个商场购买比较合算?
知识点一 实数的大小比较的基本事实
(一)教材梳理填空
1.文字叙述:
如果a-b是_____,那么a>b;如果a-b______,那么a=b;如果a-b是_____,那么a<b.反过来也对.
2.符号表示:
a-b>0⇔a____b;a-b=0⇔a____b;a-b<0⇔a____b.
[微思考] x2+1与2x两式都随x的变化而变化,其大小关系并不显而易见,你能想个办法比较x2+1 与2x的大小关系吗?
提示:∵x2+1-2x=(x-1)2≥0,
∴x2+1≥2x.
(二)基本知能小试
1.判断正误:
(1)任意两个实数都能比较大小. ( )
(2)a与b的差是非负实数,可表示为a-b>0. ( )
(3)实数m不大于-2,用不等式表示为m≥-2. ( )
(4)不等式a2+b2≥2ab中的a,b可以是任意实数. ( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.某校对高一美术生划定录取分数线,专业成绩x不低于95分,文化课总分y高于380分,体育成绩z超过45分,用不等式组表示就是 ( )
A. B.
C. D.
(二)基本知能小试
1.已知a+b>0,b<0,那么a,b,-a,-b的大小关系是 ( )
A.a>b>-b>-a B.a>-b>-a>b
C.a>-b>b>-a D.a>b>-a>-b
解析:法一:∵a+b>0,∴a>-b,又b<0,∴a>0,且|a|>|b|,∴a>-b>b>-a.
法二:(特殊值法)设a=3,b=-2,则a>-b>b>-a.
答案:C
2.已知c>a>b>0,则________.(填“>”“<”或“=”)
解析:因为c>a,所以c-a>0,又因为a>b,所以>.
答案:>
题型一 用不等式(组)表示不等关系
【学透用活】
[典例1] 用一段长为30 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长18 m,要求菜园的面积不小于110 m2,靠墙的一边长为x m.试用不等式组表示其中的不等关系.
[解] 由于矩形菜园靠墙的一边长为x m,而墙长为18 m,所以0<x≤18,
这时菜园的另一条边长为=m.
因此菜园面积S=x.
依题意有S≥110,即x≥110,
故该题中的不等关系可用不等式组表示为
用不等式表示不等关系的注意点
(1)利用不等式表示不等关系时,应注意必须是具有相同性质,可以比较大小的两个量才可用,没有可比性的两个量之间不能用不等式来表示.
(2)在用不等式表示实际问题时,一定要注意单位统一.
【对点练清】
1.[变条件]本例中,若矩形的长、宽都不能超过11 m,对面积没有要求,则x应满足的不等关系是什么?
解:因为矩形的另一边15-≤11,所以x≥8.
又0<x≤18,且x≤11,所以8≤x≤11.
解:函数S=x的对称轴方程为x=15,
令S≥110,x∈N,经检验,当x=13,14,15,16,17时,S≥110.
2.[变条件]本例中,若要求x∈N,则x可以取哪些值?
题型二 比较实数(式子)的大小
【学透用活】
[典例2] 已知x≤1,比较3x3与3x2-x+1的大小.
解:3x3-(3x2-x+1)=(3x3-3x2)+(x-1)
=3x2(x-1)+(x-1)=(3x2+1)(x-1).
由x≤1得x-1≤0,而3x2+1>0,
∴(3x2+1)(x-1)≤0,∴3x3≤3x2-x+1.
比较两个实数(式子)大小的步骤
(1)作差:对要比较大小的两个实数(式子)作差.
(2)变形:对差进行变形.
(3)判断差的符号:结合变形的结果及题设条件判断差的符号.
(4)得出结论.
【对点练清】
1.[变条件]把本例中“x≤1”改为“x∈R”,再比较3x3与3x2-x+1的大小.
解:3x3-(3x2-x+1)=(3x3-3x2)+(x-1)
=(3x2+1)(x-1).∵3x2+1>0,
当x>1时,x-1>0,∴3x3>3x2-x+1;
当x=1时,x-1=0,∴3x3=3x2-x+1;
当x<1时,x-1<0,∴3x3<3x2-x+1.
2.比较2x2+5x+3与x2+4x+2的大小.
解:(2x2+5x+3)-(x2+4x+2)=x2+x+1=2+.
∵2≥0,∴2+≥>0,
∴(2x2+5x+3)-(x2+4x+2)>0,
∴2x2+5x+3>x2+4x+2.
题型三 不等式性质的应用
【分类例析】
角度(一) 判断命题的真假
[典例3] 已知a,b,c∈R,且c≠0,则下列命题中是真命题的是( )
A.如果a>b,那么>
B.如果ac<bc,那么a<b
C.如果a>b,那么<
D.如果a>b,那么>
[解析] 利用不等式的性质或者举反例进行判断.取a=2,b=-1,c=-1,满足选项A、B、C中的前提条件.对于选项A,有<,故A是假命题;对于选项B,有a>b,故B是假命题;对于选项C,有>,故C是假命题;对于选项D,∵c≠0,∴>0,由不等式的性质4知,D是真命题.
[答案] D
利用不等式判断正误的两种方法
(1)直接法.对于说法正确的,要利用不等式的相关性质证明;对于说法错误的,只需举出一个反例即可.
(2)特殊值法.注意取值一定要遵循三个原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是所取的值要有代表性.
证明:--=.
∵c<d<0,∴-c>-d>0.
又∵a>b>0,∴-ac>-bd>0,
即-ac-(-bd)>0.
又cd>0,∴>0,
角度(二) 证明不等式
[典例4] 已知a>b>0,c<d<0,求证: < .
∴-->0,
∴->->0,∴ > ,
即- >- ,∴ < .
角度(三) 求取值范围
[典例5] 已知1<a<4,2<b<8,试求a-b与的取值范围.
[解] 因为1<a<4,2<b<8,
所以-8<-b<-2.所以1-8<a-b<4-2,
即-7<a-b<2.
又因为<<,
所以<<=2,即<<2.
利用不等式的性质求代数式范围要注意的问题
(1)恰当设计解题步骤,合理利用不等式的性质.
(2)运用不等式的性质时要切实注意不等式性质的前提条件,切不可用似乎是很显然的理由,代替不等式的性质,如:由a>b及c>d,推不出ac>bd;由a>b,推不出a2>b2等.
(3)准确使用不等式的性质,不能出现同向不等式相减、相除的错误.
【对点练清】
1.已知a>b>c,且a+b+c=0,则下列不等式恒成立的是 ( )
A.ab>bc B.ac>bc
C.ab>ac D.a|b|>|b|c
解析:因为a>b>c,且a+b+c=0,
所以a>0,c<0,所以ab>ac.
答案:C
2.已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围为________,3x+2y的取值范围为________.
解析:因为-1<x<4,2<y<3,
所以-3<-y<-2,所以-4<x-y<2.
由-1<x<4,2<y<3,得-3<3x<12,4<2y<6,
所以1<3x+2y<18.
答案:-4<x-y<2 1<3x+2y<18
3.(1)已知a<b<0,求证:<;
(2)已知a>b,<,求证:ab>0.
证明:(1)-==.
∵a<b<0,∴b+a<0,b-a>0,ab>0,
∴<0,故<.
(2)∵<,∴-<0,即<0,
而a>b,∴b-a<0,∴ab>0.
【课堂思维激活】
一、综合性——强调融会贯通
1.已知-<a<0,A=1+a2,B=1-a2,C=,D=,试判断A,B,C,D的大小关系.
解:∵-<a<0,∴可取a=-,
此时A=,B=,C=,D=.
由此猜测:C>A>B>D.
C-A=-(1+a2)
=
=,
∵-<a<0,
∴1+a>0,-a>0,2+>0.
∴C-A>0,∴C>A.
∵A-B=(1+a2)-(1-a2)=2a2>0,∴A>B.
B-D=1-a2-
=
=,
∵-<a<0,∴1-a>0,
2-<2-<0,
∴B-D>0,∴B>D.综上所述,C>A>B>D.
解:设该单位共需购买x件衬衣,在甲、乙两商场购买分别需付款y元,z元.依题意,有
y=
z=80×70%x=56x(x≥1,x∈Z).
①若1≤x≤10,x∈Z,则y-z=(80-4x)x-56x=4x(6-x).
当1≤x≤5,x∈Z时,6-x>0,
∴y-z>0,即y>z.
当x=6时,y-z=0,即y=z.
当7≤x≤10,x∈Z时,6-x<0,
∴y-z<0,即y<z.
②若x>10,x∈Z,则y-z=40x-56x=-16x.
∵-16x<0,∴y<z.
综上,若单位人数不超过5人,到乙商场购买合算;若单位人数恰为6人,到甲、乙商场购买一样合算;若单位人数超过6人,到甲商场购买更合算.
三、创新性——强调创新意识和创新思维
3.已知三个不等式:①ab>0;②>;③bc>ad.若以其中两个作为条件,余下的一个作为结论,请写出一个真命题,并写出推理过程.
解:命题一:若ab>0,且>,则bc>ad.
证明:因为>,且ab>0,所以·ab>·ab,
即bc>ad.
命题二:若ab>0,且bc>ad,则>.
证明:因为ab>0,所以>0.又bc>ad,
所以bc·>ad·,即>.(只要写出一个即可)
$$