内容正文:
3.1不等式的基本性质
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:比较大小的方法
依据
如果a>b⇔a-b>0.
如果a=b⇔a-b=0.
如果a<b⇔a-b<0.
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
知识点二:重要不等式:∀a,b∈R,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时,等号成立.
知识点三:等式的基本性质
(1)如果a=b,那么b=a. (2)如果a=b,b=c,那么a=c.
(3)如果a=b,那么a±c=b±c. (4)如果a=b,那么ac=bc.
(5)如果a=b,c≠0,那么=.
知识点四:不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
⇒ac>bc
c的符号
⇒ac<bc
5
同向可加性
⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
【题型归纳】
题型一:已知条件判断所给不等式的大小
【例1】.(2025高一上·江苏·专题练习)若、、为实数,则下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若且,则
【跟踪训练1】.(22-23高一上·河南平顶山·阶段练习)若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练2】.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)下面不等式成立的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
题型二:不等式的性质比较数的大小
【例2】.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练1】.(24-25高一上·河北·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【跟踪训练2】.(24-25高一上·浙江·阶段练习)下列不等式成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,则
题型三:作差法或作商法比较不等式的大小
【例3】.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,则与的大小关系为 .
【跟踪训练1】.(22-23高一上·江苏苏州·阶段练习)若且,试比较大小: (填“”或“”).
【跟踪训练2】.(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)已知,,,则m与n的大小关系为 .
题型四:利用不等式求取值范围
【例4】.(24-25高一上·湖北·阶段练习)已知实数满足:
(1),求的取值范围;
(2)求的取值范围.
【跟踪训练1】.(23-24高一上·江苏常州·阶段练习)(1)已知,,求,取值范围;
(2)已知,,求的取值范围.
【跟踪训练2】.(22-23高一上·湖北黄冈·阶段练习)
(1)已知,.求和的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
题型五:由不等式性质证明不等式
【例5】.(23-24高一上·河北保定·阶段练习)设,,.
(1)证明:;
(2)若,证明.
【跟踪训练1】.(23-24高一上·陕西榆林·期中)证明下列不等式:
(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:.
【跟踪训练2】.(2023高一·上海·专题练习)(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:
(3)已知,求证:
【高分达标】
1.(25-26高一上·江苏南通·阶段练习)若,,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)已知,且,,则是的( )
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
3.(25-26高一上·全国·单元测试)已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高一上)已知,,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高一上·江苏无锡·期末)设,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高一上·浙江·阶段练习)下列说法中正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,则
7.(24-25高一上·广东梅州·期中)下列说法中错误的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,则
D.若,,则
8.(24-25高一上·重庆渝北·期中)实数,,,,下列说法正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
二、多选题
9.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)已知,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)若实数满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(24-25高一上·江苏淮安·期末)下列说法正确的有( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
12.(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)下列关于不等式的命题,正确的是( )
A.如果,那么 B.若,则
C.如果,那么 D.如果,那么
13.(25-26高一上·江苏常州·阶段练习)下列命题一定正确的有( )
A.若,,则与的大小关系随的变化而变化
B.若,,则
C.若,,则
D.若,,则一定有
三、填空题
14.(24-25高一上·云南玉溪·阶段练习)已知,,则下列不等式一定成立的是
①;②;③;④
15.(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)已知实数满足且,则的取值范围是 .
16.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)已知实数满足,则的取值范围是 .
17.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)设表示a,b,c中最大的数.设.,且,则的最小值为 .
四、解答题
18.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)解决下列问题
(1).已知,,求的取值范围;
(2).已知,,求的取值范围;
(3).已知,比较与的大小.
19.(22-23高一·全国·课堂例题)(1)已知,,试求与的取值范围;
(2)已知,,求的取值范围;
(3)已知,,求的取值范围.
20.(24-25高一上·四川成都·阶段练习)如果向一杯糖水里加糖,糖水变甜了,这其中蕴含着著名的糖水不等式:.
(1)证明糖水不等式;
(2)已知a,b,c是三角形的三边,求证:.
21.(23-24高一上·陕西榆林·阶段练习)比较下列各题中两个代数式值的大小.
(1)与;
(2)与.
22.(23-24高一上·甘肃张掖·阶段练习)(1)设,,.试比较P与Q的大小;
(2)已知,证:.
2
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3.1不等式的基本性质
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:比较大小的方法
依据
如果a>b⇔a-b>0.
如果a=b⇔a-b=0.
如果a<b⇔a-b<0.
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
知识点二:重要不等式:∀a,b∈R,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时,等号成立.
知识点三:等式的基本性质
(1)如果a=b,那么b=a. (2)如果a=b,b=c,那么a=c.
(3)如果a=b,那么a±c=b±c. (4)如果a=b,那么ac=bc.
(5)如果a=b,c≠0,那么=.
知识点四:不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
⇒ac>bc
c的符号
⇒ac<bc
5
同向可加性
⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
【题型归纳】
题型一:已知条件判断所给不等式的大小
【例1】.(2025高一上·江苏·专题练习)若、、为实数,则下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若且,则
【答案】B
【分析】对于A,当时即可判断,对于B,利用作差法即可判断,对于C,取即可判断,对于D,利用作差法即可判断.
【详解】
对于A,当时,,故A错误;
对于B:因为 ,则,所以,,所以,故B正确,
对于C,取,满足,显然不成立,故C错误;
对于D: ,因为,得,又,所以,所以,故D错误.
故选:B
【跟踪训练1】.(22-23高一上·河南平顶山·阶段练习)若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】举出反例可得A、B、D错误;借助作差法计算可得C.
【详解】对A:若,,则有,,
此时,故A错误;
对B:若,,则有,,
此时,故B错误;
对C:,
由,故,,,故,
即,故C正确;
对D:若,,则,,
此时,故D错误.
故选:C.
【跟踪训练2】.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)下面不等式成立的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
【答案】B
【分析】AC选项,举出反例;B选项,由不等式性质得到;D选项,先得到,结合得到,.
【详解】对于A,取,,,,满足,,而,A错误;
对于B,由,,故,即,B正确;
对于C,取,,满足,而,C错误;
对于D,由,得,则,而,
于是,,错误.
故选:B
题型二:不等式的性质比较数的大小
【例2】.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】应用作差法,结合不等式性质判断各项的正误.
【详解】A:,则,则,错;
B:,又,
所以的符号无法确定,故和大小不确定,错;
C:,则,对;
D:,则,则,错.
故选:C
【跟踪训练1】.(24-25高一上·河北·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】B
【分析】利用特殊值法判断A、C、D,应用作差法比较大小判断B.
【详解】A:取,,则,错;
B:由,则,故,对;
C:若,则,错;
D:取,则,错.
故选:B
【跟踪训练2】.(24-25高一上·浙江·阶段练习)下列不等式成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,则
【答案】D
【分析】特殊值验证A,B;由不等式性质验证C,D.
【详解】对于A,若,则,此时不成立,故A错误;
对于B,若,则,此时不成立,故B错误;
对于C,因为,所以,
又因为,所以,故,故C错误;
对于D,因为,,所以,
因为,,所以,所以,故D正确.
故选:D
题型三:作差法或作商法比较不等式的大小
【例3】.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知,则与的大小关系为 .
【答案】
【分析】根据题意,利用作差比较法,即可求解.
【详解】由,
所以.
故答案为:.
【跟踪训练1】.(22-23高一上·江苏苏州·阶段练习)若且,试比较大小: (填“”或“”).
【答案】
【分析】根据已知条件,结合作差法,即可求解.
【详解】由题意,
且,
,
则.
故答案为:.
【跟踪训练2】.(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)已知,,,则m与n的大小关系为 .
【答案】
【分析】利用做差,平方运算,即可判断大小关系.
【详解】
,
要判断与的大小,
即判断与的大小,
,
所以,即.
故答案为:
题型四:利用不等式求取值范围
【例4】.(24-25高一上·湖北·阶段练习)已知实数满足:
(1),求的取值范围;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)的取值范围为,的取值范围为;
(2)的取值范围为.
【分析】(1)根据同向不等式的可加性和可乘性即可求解范围;
(2)利用,求得,结合同向不等式的可加性即可求解.
【详解】(1)因为,所以,又因为,所以;
因为,所以,又因为,所以;
所以的取值范围为,的取值范围为;
(2)令,,
所以,解得,
因为,
所以,
所以,
所以的取值范围为.
【跟踪训练1】.(23-24高一上·江苏常州·阶段练习)(1)已知,,求,取值范围;
(2)已知,,求的取值范围.
【答案】(1),;(2)
【分析】(1)根据不等式的性质,求出和的范围,即可根据性质求得;
(2)令,求出的值,根据不等式的性质即可得到结果.
【详解】(1)因为,由不等式的性质可得,则,
又,故.
又,,故.
综上,
(2)令,即,
则,解得.
则,,所以,即.
综上
【跟踪训练2】.(22-23高一上·湖北黄冈·阶段练习)(1)已知,.求和的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
【答案】(1),;(2).
【分析】(1)根据不等式的性质,求出和的范围,再利用性质求解作答.
(2)令,求出的值,根据不等式的性质即可得到结果.
【详解】(1)因为,由不等式的性质可得,;,
因此,即;,即,
所以,.
(2)令,,即,
则有,解得,
而,,于是,,
所以,,即,
所以.
题型五:由不等式性质证明不等式
【例5】.(23-24高一上·河北保定·阶段练习)设,,.
(1)证明:;
(2)若,证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据表示出,结合的符号可证结论;
(2)利用作差比较法得,进而可证结论.
【详解】(1)证明:∵,
∴.
a,b,c不同时为,则,∴;
(2).
∵,取等号的条件为,
而,∴等号无法取得,即,
又,∴,∴.
【跟踪训练1】.(23-24高一上·陕西榆林·期中)证明下列不等式:
(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)依题意可得,再根据不等式的性质证明;
(2)利用作差法证明即可.
【详解】(1),即,
,则.
(2),
,
,
则,
【跟踪训练2】.(2023高一·上海·专题练习)(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:
(3)已知,求证:
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【分析】根据不等式的基本性质,逐项推理、运算,即可求解.
【详解】(1)因为,可得,所以,
又因为,可得.
(2)因为,所以,
又因为,所以,可得,
因为,根据不等式的性质,可得,即以.
(3)因为,要证,只需证明,
展开得,即,即,
又因为,所以.
【高分达标】
1.(25-26高一上·江苏南通·阶段练习)若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用不等式的性质逐项判断即可得结论.
【详解】因为,所以,所以,即,故A错误;
因为,所以,故B错误;
因为,所以,所以,所以,即,故C错误;
因为,所以,所以,
又因为,即,所以,
所以,即,故D正确.
故选:D.
2.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)已知,且,,则是的( )
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
【分析】先判断由能否推出,结合充分条件的定义判断是否为的充分条件,再判断由能否推出,结合必要条件的定义判断是否为的必要条件,由此可得结论.
【详解】取,,此时,但,
所以由不能推出,
所以不是的充分条件,
由,且,由不等式性质可得,
所以可推出,
所以是的必要条件,
所以是的必要不充分条件,
故选:B.
3.(25-26高一上·全国·单元测试)已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】方法一:利用待定系数法,结合不等式的基本性质可求得的取值范围.
方法二:利用双换元法,结合不等式的性质求得正确答案.
【详解】方法一:设,则,
所以解得即,
因为则
因此.
方法二:设,则,
所以,
又因为,所以,
因此.
故选:D
4.(25-26高一上)已知,,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】应用不等式的性质求各项代数式的范围.
【详解】A:由不等式的同向可加性得,即,对;
B:同乘,不等式变号,得,又,
由不等式的同向可加性得,即,对;
C:由B项结论及,利用不等式的同向同正可乘性得,即,对;
D:因为,则有又,
由不等式的同向同正可乘性得,则,错.
故选:D
5.(24-25高一上·江苏无锡·期末)设,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】通过举反例可判断A,B,根据不等式的性质或作差法可判断C,D.
【详解】当,时,显然不成立,故A错误;
当时,显然不成立,故B错误;
因为,所以成立,故C正确;
因为,由已知可知,但不能确定的符号,故D错误.
故选:C.
6.(24-25高一上·浙江·阶段练习)下列说法中正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,,则
D.若,则
【答案】D
【分析】对于,,,取特值即可判断;对于,利用作差法即可判断.
【详解】对于,令,,但,故错误;
对于,令,,但,故错误;
对于,令,,,,
所以,,
所以,故错误;
对于,,
又,所以,,
所以,即,故正确.
故选:.
7.(24-25高一上·广东梅州·期中)下列说法中错误的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,则
D.若,,则
【答案】D
【分析】根据不等式的性质逐项判断即可.
【详解】对于A,,因为,则有,
所以,所以,故A正确;
对于B,因为,所以,又因为,
所以,故B正确;
对于C,因为,所以,又因为,
所以,故C正确;
对于D,因为,,所以,且,
所以,故D错误.
故选:D.
8.(24-25高一上·重庆渝北·期中)实数,,,,下列说法正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】对于A,取即可判断;对于B,取即可判断;对于C,取即可判断;对于D,作差并求得差值即可判断D得解.
【详解】对于A,取时,满足,,
但,不满足,故A错误;
对于B,取时,满足,
但,不满足,故B错误;
对于C,取,满足,
但,不满足,故C错误;
对于D,,
因为,所以,所以,
所以,即,故D正确.
故选:D.
二、多选题
9.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)已知,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】利用不等式的性质即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,由可得,故A正确,
对于B,由,则,故B错误,
对于C,当时,则,当时,则,此时,则,综上可得,故C正确,
对于D,由可得,当时,则,当,则,故,进而,综上可得,故D正确,
故选:ACD
10.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)若实数满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】根据不等式性质证明B正确,利用作差法证明D正确,其余举反例即可.
【详解】,所以B正确;
当时,满足,
但,所以A,C;
,故D正确.
故选:BD
11.(24-25高一上·江苏淮安·期末)下列说法正确的有( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】AC
【分析】由不等式的性质逐一判断所给命题的真假.
【详解】A中,因为,可得,所以,所以A正确;
B中,若,也可以,所以不正确,所以B不正确;
C中,,
因为,,而,所以,即,所以C正确;
D中,若,当时,则,则错误,所以D不正确.
故选:AC.
12.(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)下列关于不等式的命题,正确的是( )
A.如果,那么 B.若,则
C.如果,那么 D.如果,那么
【答案】AD
【分析】根据不等式的性质,逐项判断选项.
【详解】选项A:,.,.A正确;
选项B:若,则,故B错误;
选项C:,,,,
,,即,C错误;
选项D:,,又,,
,又,.D正确.
故选:AD
13.(25-26高一上·江苏常州·阶段练习)下列命题一定正确的有( )
A.若,,则与的大小关系随的变化而变化
B.若,,则
C.若,,则
D.若,,则一定有
【答案】CD
【分析】由作差法可判断ABC,由不等式的性质可判断D.
【详解】对于A,,,
,,故A错误;
对于B,,,
,
,,,而不确定正负,
则的大小不确定,故B错误;
对于C,,,
,,
,
,故C正确;
对于D,,,
,,
,故D正确.
故选:CD
三、填空题
14.(24-25高一上·云南玉溪·阶段练习)已知,,则下列不等式一定成立的是
①;②;③;④
【答案】④
【分析】利用特殊值法可判断①②③错误,由不等式的性质可证明④正确.
【详解】对于①②③,假设,,,,满足,,
,,此时不成立,
,,此时不成立,
,,此时不成立,故①②③错误;
对于④,由,,得,即,故④正确;
故答案为:④.
15.(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)已知实数满足且,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由已知条件结合不等式的性质即可求解.
【详解】因为实数满足且,
设,则,
得,故,
又因为,
所以.
故答案为:.
16.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)已知实数满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据同向不等式的可乘性即可求解范围.
【详解】因为,所以,
又因为,所以.
故答案为:.
17.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)设表示a,b,c中最大的数.设.,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】利用换元法可得,进而根据不等式的性质,讨论求解即可.
【详解】令其中,
所以,
若,则,故,
令,
因此,故,则,
可知的最小值为,
故答案为:
四、解答题
18.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)解决下列问题
(1).已知,,求的取值范围;
(2).已知,,求的取值范围;
(3).已知,比较与的大小.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由不等式性质可解决问题;
(2)由待定系数法结合不等式性质可得答案;
(3)由作差法结合条件可比较大小.
【详解】(1)因,,则,
则;
(2)设.
则.,
则;
(3)
因,则,
则
19.(22-23高一·全国·课堂例题)(1)已知,,试求与的取值范围;
(2)已知,,求的取值范围;
(3)已知,,求的取值范围.
【答案】(1), ;
(2)
(3)
【分析】(1)根据不等式的基本性质进行计算;(2)先得到,利用同号可乘性得到取值范围;(3)先求出,分和求出的取值范围.
【详解】(1)∵,,
∴,,
∴.
∵,
∴.
又,
∴,即.
∴的取值范围是,的取值范围是.
(2)∵,
∴.
又,
∴,即.
∴的取值范围是.
(3)∵,∴.
①当时,;
②当时,.
由①②得,即的取值范围是.
20.(24-25高一上·四川成都·阶段练习)如果向一杯糖水里加糖,糖水变甜了,这其中蕴含着著名的糖水不等式:.
(1)证明糖水不等式;
(2)已知a,b,c是三角形的三边,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)由作差法证明;
(2)由糖水不等式变形证明.
【详解】(1),
因为,所以,
所以,即.
(2)因为是三角形的三边,所以,
由(1)知,
同理,
所以,
又,
所以
所以原不等式成立.
21.(23-24高一上·陕西榆林·阶段练习)比较下列各题中两个代数式值的大小.
(1)与;
(2)与.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)利用作差法,化简后和0比较,即可判断大小关系.
【详解】(1),
.
(2),
,
,
则,
.
22.(23-24高一上·甘肃张掖·阶段练习)(1)设,,.试比较P与Q的大小;
(2)已知,证:.
【答案】(1),(2)证明见解析
【分析】(1)由作差法证明即可;
(2)由不等式的性质证明即可.
【详解】(1),
∵,∴,∴;
(2),∴,
,
又,
所以.
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