内容正文:
第三节 等式性质与不等式性质
1.已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为( )
A.M>N B.M<N
C.M≤N D.M,N大小关系不确定
2.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3) B.(,)
C.(,) D.(,1)
3.已知a+b<0,且a>0,则下列不等式正确的是( )
A.a2<-ab<b2 B.b2<-ab<a2
C.a2<b2<-ab D.-ab<b2<a2
4.(2025·宜荆适应性考试)有三个房间需要粉刷,粉刷方案要求:每个房间只用一种颜色,且三个房间颜色各不相同.已知三个房间的粉刷面积(单位:m2)分别为x,y,z,且x>y>z,三种颜色涂料的粉刷费用(单位:元/m2)分别为a,b,c,且a<b<c.在不同的方案中,最低的总费用(单位:元)是( )
A.ax+by+cz B.az+by+cx
C.ay+bz+cx D.ay+bx+cz
5.〔多选〕若a<0<b,且a+b>0,则( )
A.>-1 B.|a|<|b|
C.+>0 D.(a-1)(b-1)<1
6.〔多选〕下列命题中正确的是( )
A.∃a,b∈R,|a-2|+(b+1)2≤0
B.∀a∈R,∃x∈R,使得ax>2
C.ab≠0是a2+b2≠0的充要条件
D.若a≥b>0,则≥
7.已知b克糖水中有a克糖(b>a>0),若再添上m克糖(m>0),则糖水就变甜了.试根据此事实提炼一个不等式:当b>a>0且m>0时, .
8.若1<α<3,-4<β<2,则2α+|β|的取值范围是 .
9.已知6<a<60,15<b<18,求a-b,的取值范围.
10.若a>0,b>0,则p=(ab与q=abba的大小关系是( )
A.p≥q B.p≤q C.p>q D.p<q
11.“x>y>0”是“x->y-”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
12.〔多选〕已知a>b>0,给出下列四个不等式.其中一定成立的不等式为( )
A.a2>b2 B.2a>2b-1
C.>- D.a3+b3>2a2b
13.设f(x)=ax2+bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,则f(-2)的取值范围是 .
14.(1)设n是正整数,求证:≤++…+<1;
(2)已知a>0且a≠1,比较与的大小.
15.(新定义)设a,b∈R,定义运算“⊗”和“⊕”如下:a⊗b=a⊕b=若m⊗n≥2,p⊕q≤2,则( )
A.mn≥4且p+q≤4 B.m+n≥4且pq≥4
C.mn≤4且p+q≥4 D.m+n≤4且pq≤4
16.(开放创新题)若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0;
(2)求证:<;
(3)在(2)的不等式中,能否找到一个代数式,满足<所求式<?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
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第三节 等式性质与不等式性质
1.B M2-N2=(a+b)-(a+b+2)=-2<0,∴M<N.
2.A 因为-3<a<-2,所以4<a2<9,而3<b<4,即<<,故的取值范围为(1,3).
3.A 由a+b<0,且a>0可得b<0,且a<-b.因为a2-(-ab)=a(a+b)<0,所以0<a2<-ab.又因为0<a<-b,所以0<-ab<(-b)2,所以0<a2<-ab<b2.故选A.
4.A ax+by+cz-(az+by+cx)=a(x-z)+c(z-x)=(a-c)(x-z).∵x>y>z,a<b<c,∴a-c<0,x-z>0,∴ax+by+cz<az+by+cx.同理,ay+bz+cx-(ay+bx+cz)=b(z-x)+c(x-z)=(b-c)(z-x)>0,∴ay+bz+cx>ay+bx+cz,故只需再比较ax+by+cz与ay+bx+cz的大小即可.ax+by+cz-(ay+bx+cz)=a(x-y)+b(y-x)=(a-b)·(x-y),∵a-b<0,x-y>0,∴(a-b)·(x-y)<0,∴ax+by+cz<ay+bx+cz,∴在不同的方案中,最低的总费用是(ax+by+cz)元,故选A.
5.ABD 对于A,∵a+b>0,∴a>-b,又b>0,∴>-1,∴A正确;对于B,∵a+b>0,∴b>-a>0,∴|b|>|a|,∴B正确;对于C,取b=2,a=-1满足a<0<b,且a+b>0,但+=-1+=-<0,∴C错误;对于D,∵a<0<b,且a+b>0,∴a+b>0>ab,∴(a-1)(b-1)<1,∴D正确.综上,选A、B、D.
6.AD 对于选项A,当a=2,b=-1时,|a-2|+(b+1)2≤0成立,故A正确;对于选项B,当a=0时,ax>2不成立,故B错误;对于选项C,当ab≠0时,a2+b2≠0成立;当a2+b2≠0时,如a=1,b=0,此时ab=0,故ab≠0不成立,也即“ab≠0”是“a2+b2≠0”的充分不必要条件,故C错误;对于选项D,当a≥b>0时,≥等价于a+ab≥b+ab,显然成立,所以D正确.故选A、D.
7.> 解析:糖水变甜了,意味着含糖量变大了,即浓度变高了,所以当b>a>0且m>0时,>.
8.(2,10) 解析:∵-4<β<2,∴0≤|β|<4,又1<α<3,∴2<2α<6,∴2<2α+|β|<10.
9.解:因为6<a<60,15<b<18,
所以-18<-b<-15,
所以-12<a-b<45.
又<<,则<<,
即<<4.
因为=+1,所以<<5.
综上,a-b的取值范围为(-12,45),的取值范围为(,5).
10.A ===(,若a>b>0,则>1,a-b>0,∴>1;若0<a<b,则0<<1,a-b<0,∴>1;若a=b,则=1,∴p≥q.故选A.
11.A 由题得,x--(y-)=-=.又x>y>0.所以x--(y-)>0,即x->y-.充分性成立.显然,当x=2,y=-1时,x->y-成立,所以必要性不成立.故“x>y>0”是“x->y-”的充分不必要条件.故选A.
12.ABC 由a>b>0,可得a2>b2,A成立;由a>b>0,可得a>b-1,而函数f(x)=2x在R上是增函数,所以f(a)>f(b-1),即2a>2b-1,B成立;因为a>b>0,所以>,所以()2-(-)2=2-2b=2(-)>0,所以>-,C成立;若a=3,b=2,满足a>b>0,则a3+b3=35,2a2b=36,a3+b3<2a2b,D不成立,故选A、B、C.
13.[5,10] 解析:法一(待定系数法) f(1)=a+b,f(-1)=a-b,设f(-2)=4a-2b=m(a-b)+n(a+b),则f(-2)=(m+n)a+(-m+n)b,所以解得所以f(-2)=3(a-b)+(a+b).因为1≤a-b≤2,所以3≤3(a-b)≤6.又2≤a+b≤4,所以5≤3(a-b)+(a+b)≤10,即5≤f(-2)≤10.
法二(换元法) 设则a=,b=.所以f(-2)=4a-2b=2(m+n)-(n-m)=3m+n,而1≤m=a-b=f(-1)≤2,2≤n=a+b=f(1)≤4,所以5≤f(-2)≤10.
14.解:(1)证明:由2n≥n+k>n(k=1,2,…,n),得≤<.
当k=1时,≤<;
当k=2时,≤<;
…
当k=n时,≤<.
∴=≤++…+<=1.
(2)∵-=,
∴当a>1时,-2a<0,a2-1>0,则<0,即<;
当0<a<1时,-2a<0,a2-1<0,则>0,即>.
综上,a>1时,<;0<a<1时,>.
15.A 结合定义及m⊗n≥2可得或即n≥m≥2或m>n≥2,所以mn≥4,m+n≥4;结合定义及p⊕q≤2,可得或即q<p≤2或p≤q≤2,所以pq≤4,p+q≤4.
16.解:(1)证明:因为|b|>|c|,且b>0,c<0,所以b>-c,所以b+c>0.
(2)证明:因为c<d<0,所以-c>-d>0.
又a>b>0,所以由同向不等式的可加性可得a-c>b-d>0,
所以(a-c)2>(b-d)2>0,
所以0<<. ①
因为a>b,d>c,所以由同向不等式的可加性可得a+d>b+c,
所以a+d>b+c>0. ②
①②相乘得<.
(3)由(2)知:a+d>b+c>0,0<<,<,
所以<<或<<.
所以,均为所求代数式.(只要写出一个即可)
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