内容正文:
第3讲 等式与不等式的性质
复习目标
1.掌握等式的性质,会比较两个数的大小.
2.理解不等式的性质,并能简单应用.
教材梳理 夯基础
主干知识
知识点1 两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
知识点2 等式的性质
性质1 对称性: 如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性: 如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性: 如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性: 如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性: 如果a=b,c≠0,那么=.
知识点3 不等式的性质
(1)对称性: a>b⇔b<a;
(2)传递性: a>b,b>c⇒a>c;
(3)同向可加性: a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c>b+d;
(4)可乘性: a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(5)可乘方性: a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1);
(6)可开方性: a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
常用结论
倒数性质
(1)a>b,ab>0⇒<.
(2)a<0<b⇒<.
(3)a>b>0,0<c<d⇒>.
(4)0<a<x<b或a<x<b<0⇒<<.
基础自测
类型
回源教材
澄清盲点
结论应用
题号
3
1,2
4
1.(易错辨析)正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)两个实数a,b之间,有且只有a>b,a=b,a<b三种关系中的一种.( √ )
(2)同向不等式具有可加性和可乘性.( × )
(3)如果a>b,那么<.( × )
(4)如果c>a>b>0,那么>.( √ )
2.若a>b>c>d,则下列不等式恒成立的是( )
A.a+d>b+c B.a+c>b+d
C.ac>bd D.ad>bc
【解析】选B.对于A,令a=2,b=1,c=-1,d=-2,满足a>b>c>d,但a+d=b+c,故A错误;
对于B,因为a>b>c>d,即a>b,c>d,
所以由不等式的同向可加性可得,a+c>b+d,故B正确;
对于C,令a=2,b=1,c=-1,d=-2,满足a>b>c>d,但ac=bd,故C错误;
对于D,令a=2,b=1,c=-1,d=-2,满足a>b>c>d,但ad<bc,故D错误.
3.(必修第一册P43·习题2.1T3变式)已知a1,a2∈(2,+∞),记M=a1a2,N=a1+a2,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】选B.由作差法得M-N=a1a2-(a1+a2)=(a1-1)(a2-1)-1,因为a1,a2∈(2,+∞),所以a1-1>1,a2-1>1,所以(a1-1)(a2-1)>1,所以(a1-1)(a2-1)-1>0,所以M>N.
4.(多选题)已如实数a,b,c满足<<0<c,则下列选项正确的是( )
A.< B.<
C.a2c<b2c D.a+<b+
【解析】选AD.因为<<0<c,所以c>0>b>a,所以<,>,故A正确,B错误;
而a2>b2,则a2c>b2c,故C错误;
a+-(b+)=a-b+-=a-b+=,
因为a-b<0,ab>0,所以a+-(b+)=<0,即a+<b+,故D正确.
考点突破 强技能
考点一 比较两个数(式)的大小…………题组练通
1.已知x=-a2-2a+3,y=4-3a,则( )
A.x<y
B.x=y
C.x>y
D.x与y的大小无法判断
【解析】选A.因为x=-a2-2a+3,y=4-3a,
所以x-y=-a2+a-1=-(a-)2-<0,故x<y.
2.设a>1,且m=loga(a2+1),n=loga(a-1),p=loga(2a),则m,n,p的大小关系为( )
A.n>m>p B.m>p>n
C.m>n>p D.p>m>n
【解析】选B.当a>1时,易知a2+1>2a.又以a为底的对数函数在定义域上单调递增,所以m>p.又因为(a2+1)-(a-1)= (a-)2+>0,即a2+1>a-1,所以m>n.又因为当a>1时,2a显然大于a-1,同上可知p>n.
综上,m>p>n.
3.已知P=a2+b2++c2,Q=2a+2b,则( )
A.P≤Q B.P=Q
C.P≥Q D.P,Q的大小无法确定
【解析】选C.P-Q=(a2+b2++c2)-(2a+2b)=(a-1)2+(b-1)2+(c-)2≥0,
所以P≥Q.
4.(一题多法)若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
【解析】选B.法一 易知a,b,c都是正数,
==log8164<1,所以a>b.
==log6251 024>1,所以b>c.
即c<b<a.
法二 构造函数f(x)=,
则f'(x)=,
由f'(x)>0,得0<x<e,由f'(x)<0,得x>e,
所以f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,
所以f(3)>f(4)>f(5),即a>b>c.
解题技法
比较大小的常用方法
1.作差法
(1)作差;(2)变形(常采用配方、因式分解、有理化法);(3)定号;(4)结论.
2.作商法
(1)作商;(2)变形;(3)判断商与1的大小;(4)结论.
【加练备选】
(2025·本溪模拟)已知x>0,则“x>|y|”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
【解析】选A.由x>|y|,x>0,可知x-y>0,则-=>0,所以>,充分性成立;
由-=>0,x>0,可得x>y,但是x>|y|不一定成立,故必要性不成立;
综上,“x>|y|”是“>”的充分不必要条件.
考点二 不等式性质的基本应用
【例1】(1)若a>0>b,则( )
A.a3>b3 B.|a|>|b|
C.< D.ln(a-b)>0
【解析】选A.因为a>0>b,所以a3>0,b3<0,
即a3>b3,故A正确;
取a=1,b=-2,则|a|>|b|不成立,<不成立,故B,C错误;
取a=,b=-,则ln(a-b)=ln 1=0,故D错误.
(2)(多选题)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】选AC.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,<<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.
解题技法
解决不等式性质应用的三种方法
(1)直接法: 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)单调性法: 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1】(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】选A.对于A,由不等式的性质知,c>0,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的大小关系,错误.
(2)(多选题)(2025·济南模拟)已知实数a,b,c满足a>b>c,且a+b+c=0,则下列说法正确的是( )
A.> B.a-c>2b
C.a2>b2 D.ab+bc>0
【解析】选BC.对于A,因为a>b>c,
所以a-c>b-c>0,
所以<,A错误;
对于B,因为a>b>c,a+b+c=0,
所以a>0,c<0,a-b>0,
所以b+c=-a<0,所以a-b>b+c,
即a-c>2b,B正确;
对于C,因为a-b>0,a+b=-c>0,
所以a2-b2=(a+b)(a-b)>0,
即a2>b2,C正确;
对于D,ab+bc=b(a+c)=-b2≤0,D错误.
考点三 利用不等式的性质求代数式的取值范围
【例2】(2025·大庆模拟)已知1≤a≤4,-1≤b≤2,则3a-b的取值范围是( )
A.[-13,1] B.[-1,8]
C.[-1,13] D.[1,13]
【解析】选D.因为1≤a≤4,-1≤b≤2,所以-2≤-b≤1,3≤3a≤12,所以1≤3a-b≤13.
解题技法
已知M1<f1(a,b)<N1,M2<f2(a,b)<N2,求g(a,b)的取值范围的步骤:
(1)设g(a,b)=pf1(a,b)+qf2(a,b);
(2)根据恒等变形求得待定系数p,q;
(3)再根据不等式的同向可加性即可求得g(a,b)的取值范围.
【训练2】 已知实数a,b满足a-b∈[0,1],a+b∈[2,4],则a的取值范围为______,4a-2b的取值范围是______.
【解析】由0≤a-b≤1,2≤a+b≤4,
两式相加得2≤2a≤5,故1≤a≤.
因为4a-2b=3(a-b)+(a+b),
0≤3(a-b)≤3,2≤a+b≤4,
所以4a-2b=3(a-b)+a+b∈[2,7].
答案: [1,] [2,7]
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