内容正文:
第3节 不等关系与不等式
课程标准
核心素养
考情聚焦
1.了解现实世界和日常生活中的不等关系.
2.了解不等式(组)的实际背景.
3.掌握不等式的性质及应用
1.用不等式(组)表示不等关系,达成数学建模素养.
2.比较两个数(式)的大小,发展逻辑推理和数学运算素养.
3.不等式的性质及应用,提升逻辑推理和数学运算素养.
不等关系、不等式的性质及应用是高考的热点,高考中常以不等式、不等关系为载体考查充要条件问题,有时以新概念(定义)比较两个数的大小,多以选择题为主,题目难度不会太大
对应学生用书P7
[必备知识]
(1)作差法
(2)作商法
2.不等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
a>b⇔ b<a
⇔
传递性
a>b,b>c⇒ a>c
⇒
可加性
a>b⇔ a+c>b+c
⇔
可乘性
⇒ ac>bc ;
⇒ ac<bc
c的符号
同向可
加性
⇒ a+c>b+d
⇒
同向同正
可乘性
⇒ ac>bd
⇒
可乘方性
a>b>0⇒ an>bn
(n∈N,n≥2)
a,b同为正数
可开方性
a>b>0⇒>
(n∈N,n≥2)
a,b同为正数
不等式的一些常用性质
1.倒数性质
(1)a>b,ab>0⇒<.
(2)a<0<b⇒<.
(3)0<a<x<b或a<x<b<0⇒<<.
2.有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
(1)真分数的性质
<;>(b-m>0).
(2)假分数的性质
>;< (b-m>0).
[自主诊断]
[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)一个不等式的两边同加上或同乘一个数,不等号方向不变.( )
(2)一个非零实数越大,则其倒数就越小.( )
(3)同向不等式具有可加和可乘性.( )
(4)a>b>0,c>d>0⇒>.( )
(5)若ab>0,则a>b⇔<.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
[小题查验]
1.设M=x2,N=-x-1,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M=N
C.M<N D.与x有关
解析:A [M-N=x2+x+1=2+>0,所以M>N.]
2.限速40km/h的路标,指示司机在前方路段行驶时,应使汽车的速度v不超过40 km/h,写成不等式就是( )
A.v<40 km/h B.v >40 km/h
C.v≠40 km/h D.v≤40 km/h
解析:D [由汽车的速度v不超过40 km/h,即小于等于40 km/h,即v≤40 km/h.]
3.(2025·全国二卷)不等式≥2的解集是( )
A.{x|-2≤x≤1} B.{x|x≤-2}
C.{x|-2≤x<1} D.{x|x>1}
解析:C [由≥2⇔≥0⇔≤0⇔⇔-2≤x<1.]
4.用不等号“>”或“<”填空.
(1)a>b,c<d⇒a-c____________b-d;
(2)a>b>0,c<d<0⇒ac____________bd;
(3)a>b>0⇒____________;
(4)a>b>0⇒____________.
答案:(1)> (2)< (3)> (4)<
5.已知a>b>0,且c>d>0,则与的大小关系是____________.
解析:∵a>b>0,c>d>0,∴>>0,
∴ >.
答案: >
对应学生用书P8
考点一 用不等式(组)表示不等关系(自主练透)
[题组集训]
1.已知甲、乙两种食物的维生素A,B含量如下表:
食物种类
甲
乙
维生素A(单位/kg)
600
700
维生素B(单位/kg)
800
400
设用甲、乙两种食物各x kg,y kg配成至多100 kg的混合食物,并使混合食物内至少含有56 000单位维生素A和62 000单位维生素B,则x,y应满足的所有不等关系为_______.
解析:依题意,有
整理化简得
答案:
2.某商人如果将进货单价为8元的商品按每件10元销售,每天可销售100件.现在他采用提高售价,减少进货量的办法增加利润.已知这种商品的售价每提高1元,销售量就相应减少10件.若把提价后商品的售价设为x元,用x表示每天的利润不低于300元的不等关系为____________.
解析:若提价后商品的售价为x元,则销售量减少×10件,因此,每天的利润为(x-8)[100-10(x-10)]元,则“每天的利润不低于300元”可以表示为不等式(x-8)[100-10(x-10)]≥300.即x2-28x+190≤0,同时10≤x≤20.
答案:x2-28x+190≤0(10≤x≤20)
用不等式(组)表示不等关系的常见类型及解题策略
(1)常见类型
①常量与常量之间的不等关系;
②变量与常量之间的不等关系;
③函数与函数之间的不等关系;
④一组变量之间的不等关系.
(2)解题策略
①分析题目中有哪些未知量;
②选择其中起关键作用的未知量,设为x,再用x来表示其他未知量;
③根据题目中的不等关系列出不等式(组).
提醒:①在列不等式(组)时要注意变量自身的范围,解题时极易忽略,从而导致错解.
②将实际问题中的不等关系写成相应的不等式(组)时,应注意关键性的文字语言与对应数学符号语言之间的正确转换,常见的转换关系如下表:
文字语言
大于,高于,超过
小于,低于,少于
大于等于,至少,不低于
小于等于,至多,不超过
符号语言
>
<
≥
≤
考点二 比较两个数(式)的大小(师生共研)
[典例] (1)已知a1,a2∈(0,1),记M=a1a2,N=a1+a2-1,则M与N的大小关系是( )
A.M<N B.M>N
C.M=N D.不确定
[解析] B [因为M-N=a1a2-a1-a2+1
=a1(a2-1)-(a2-1)=(a1-1)(a2-1),
又a1,a2∈(0,1),所以a1-1<0,a2-1<0,
所以(a1-1)(a2-1)>0,所以M>N.]
(2)已知a≠1且a∈R,试比较与1+a的大小.
[解] ∵-(1+a)=,
①当a=0时,=0,∴=1+a.
②当a<1,且a≠0时,>0,∴>1+a.
③当a>1时,<0,∴<1+a.
[互动探究]
若将本例(1)中a1,a2∈(0,1)这个条件去掉,又将如何判断M,N的关系?
解:作差,即M-N=(a1-1)(a2-1).
①当a1,a2∈(-∞,1)时,(a1-1)(a2-1)>0,
即M>N;
②当a1,a2∈(1,+∞)时,(a1-1)(a2-1)>0,
即M>N;
③当a1,a2中一个小于或等于1,另一个大于或等于1时,(a1-1)(a2-1)≤0,即M≤N.
综上,当a1,a2∈(-∞,1)或a1,a2∈(1,+∞)时,M>N,当a1,a2中一个小于或等于1,另一个大于或等于1时,M≤N.
比较两个数大小的常用方法
(1)作差法:其基本步骤为:作差、变形、判断符号、得出结论,用作差法比较大小的关键是判断差的正负,常采用配方、因式分解、分子(分母)有理化等变形方法.
(2)作商法:即判断商与1的关系,得出结论,要特别注意当商与1的大小确定后必须对商式分子分母的正负做出判断,这是用作商法比较大小时最容易漏掉的关键步骤.
(3)特值验证法:对于一些题目,有的给出取值范围,可采用特值验证法比较大小.
[跟踪训练]
已知实数a、b、c,满足b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,则a、b、c的大小关系是( )
A.c≥b>a B.a>c≥b
C.c>b>a D.a>c>b
解析:A [∵c-b=4-4a+a2=(2-a)2≥0,∴c≥b.
∵(b+c)-(c-b)=2a2+2,∴b=a2+1,
∴b-a=a2-a+1>0,∴b>a.综上可知,a、b、c的大小关系是c≥b>a.]
考点三 不等式的性质及应用(多维探究)
逻辑推理——不等式的性质及应用中的核心素养
逻辑推理是得到数学结论、构建数学体系的重要方式,是数学严谨性的基本保证,是人们在数学活动中进行交流的基本思维品质.应用不等式的性质可以判断或证明不等式是否成立,进一步增强逻辑推理的核心素养.
[命题角度1] 判断或证明不等式是否成立
1.若2a+log2a=4b+2log4b,则( )
A.a>2b B.a<2b
C.a>b2 D.a<b2
解析:B [由指数与对数运算可得:2a+log2a=4b+2log4b=22b+log2b,又因为22b+log2b<22b+log2b+1=22b+log22b,即2a+log2a<22b+log22b,令f(x)=2x+log2x,由指,对函数单调性可得f(x)在(0,+∞)上单调递增,由f(a)<f(2b),可得a<2b.]
2.若a>b,则( )
A.ln(a-b)>0 B.3a<3b
C.a3-b3>0 D.|a|>|b|
解析:C [若a>b,则a3>b3,即a3-b3>0.]
(1)判断不等式是否成立,需要逐一给出推理判断或反例说明.常用的推理判断需要利用不等式的性质.
(2)在判断一个关于不等式的命题真假时,先把要判断的命题和不等式性质联系起来考虑,找到与命题相近的性质,并应用性质判断命题真假,当然判断的同时还要用到其他知识,比如对数函数,指数函数的性质等.
[命题角度2] 求某些代数式的取值范围
3.设f(x)=ax2+bx,1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,则f(-2)的取值范围是____________.
[破题关键点] 一是将f(-2)用f(-1)和f(1)表示出来;二是求f(-2)=4a-2b在即在条件下的最值.
解析:法一:设f(-2)=mf(-1)+nf(1) (m,n为待定系数),则4a-2b=m(a-b)+n(a+b),
即4a-2b=(m+n)a+(n-m)b.
于是得,解得,
∴f(-2)=3f(-1)+f(1).
又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,
∴5≤3f(-1)+f(1)≤10,故5≤f(-2)≤10.
法二:由,
得,
∴f(-2)=4a-2b=3f(-1)+f(1).
又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,
∴5≤3f(-1)+f(1)≤10,故5≤f(-2)≤10.
答案:[5,10]
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.
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