内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
第三节 不等关系与不等式
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目录
contents
Part 01 知识要点
Part 02 双基检测
Part 05 课时作业
Part 03 典例精析
Part 04 高考再现
第一章 集合与常用逻辑用语
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知识要点
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≠
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b<a
a>c
a>b⇔a+c>b+c
a+c>b+d
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ac>bc
ac>bd
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双基检测
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典例精析
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高考再现
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1.不等式的概念
(1)用__(>、<或≠)连结而成的式子叫做不等式).
(2)对于两个或两个以上的不等式又有同向不等式和异向不等式,以及同解不等式等概念.
2.两个实数大小的比较
(1)作差法:设a,b∈R,则a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,这是比较两个实数大小和运用比较法的根据.
(2)作商法:依据:设a>0,b>0,则a>b⇔eq \f(a,b)__1,a<b⇔eq \f(a,b)__1.
3.不等式的性质
(1)对称性:a>b⇔______;
(2)传递性:a>b,b>c⇔______;
(3)加法性质:____________________;
推论:a>b,c>d⇒______________;
(4)乘法性质:a>b,c>0⇒__________;
推论:a>b>0,c>d>0⇒__________;
(5)乘方性质:a>b>0⇒_____________________;
(6)开方性质:a>b>0⇒____________________;
(7)倒数性质:a>b,ab>0⇒________.
an>bn(n∈N,n≥2)
eq \r(n,a)>eq \r(n,b)(n∈N,n≥2)
eq \f(1,a)<eq \f(1,b)
1.设a+b<0,且b>0,则( )
A.b2>a2>ab
B.b2<a2<-ab
C.a2<-ab<b2
D.a2>-ab>b2
答案:D
2.若a<b<0,则下列不等式不能成立的是( )
A.eq \f(1,a-b)> eq \f(1,a)
B.eq \f(1,a)>eq \f(1,b)
C.|a|>|b|
D.a2>b2
解析:选A 取a=-2,b=-1,则eq \f(1,a-b)> eq \f(1,a)不成立.
3.设M=2a2-4a+7,N=a2-3a+6,则有( )
A.M<N B.M=N
C.M>N D.无法确定
解析:选C 因为M=2a2-4a+7,N=a2-3a+6,
所以M-N=(2a2-4a+7)-(a2-3a+6)=a2-a+1= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a-\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+ eq \f(3,4)>0,所以M >N.
4.若实数a,b满足0<a<2,0<b<1,则a-b的取值范围是____________.
解析:∵0<b<1,∴-1<-b<0,∵0<a<2,
∴-1<a-b<2.
答案:(-1,2)
(2025·酒泉模拟)铁路总公司关于乘车行李规定如下:乘坐动车组列车携带品的外部尺寸长、宽、高之和不超过130 cm,且体积不超过72 000 cm3,设携带品外部尺寸长、宽、高分别记为a,b,c(单位:cm),这个规定用数学关系式可表示为( )
A.a+b+c<130且abc<72 000
B.a+b+c>130且abc>72 000
C.a+b+c≤130且abc≤72 000
D.a+b+c≥130且abc≥72 000
[思路点拨] 根据数量关系列不等式,“不超过”不等号为“小于等于”.
[精解详析] 由长、宽、高之和不超过130 cm,得a+b+c≤130,由体积不超过72 000 cm3,得abc≤72 000.
[答案] C
[解题心得]
(1)不等关系强调的是关系,而不等式强调的是表示两者不等关系的式子,可用“a>b”“a<b”“a≥b”“a≤b”等式子表示,不等关系可通过不等式来体现,离开不等式,不等关系就无法体现.
(2)将不等关系熟练地化为不等式是解决不等式应用题的基础,不可忽视.
若a<0,b<0,则p=eq \f(b2,a)+eq \f(a2,b)与q=a+b的大小关系为( )
A.p>q
B.p≥q
C.p<q
D.p≤q
[思路点拨] 通过作差或作商比较大小关系.
[精解详析] 法一:p-q= eq \f(b2,a)+ eq \f(a2,b)-(a+b)= eq \f(b2,a)-a+ eq \f(a2,b)-b= eq \f(b2-a2,a)+ eq \f(a2-b2,b)=(b2-a2)·( eq \f(1,a)- eq \f(1,b))=(b2-a2)× eq \f(b-a,ab)= eq \f((b-a)2(a+b),ab),
∵a<0,b<0,∴a+b<0,ab>0,(b-a)2≥0,
∴p-q≤0,即p≤q,选D.
法二:p= eq \f(b2,a)+ eq \f(a2,b)= eq \f(a3+b3,ab),∵a<0,b<0,
∴ eq \f(b,a)>0, eq \f(a,b)>0,∴ eq \f(p,q)= eq \f(a3+b3,ab)× eq \f(1,a+b)= eq \f(a2-ab+b2,ab)= eq \f(b,a)+ eq \f(a,b)-1≥1,又q=a+b<0,
∴p≤q,当且仅当a=b时等号成立.
[答案] D
[解题心得]
实数的大小比较常常转化为对它们差(简称作差法)的符号的判定,当数式中含有字母时常需分类讨论.实数的大小比较常用方法:①作差比较法和作商(同号时常用)比较法,前者与0比较,后者与1比较;②找中间量,往往是1(或0);③特殊值;④构造函数,利用函数的单调性等.
对于实数a,b,c,判断下列命题的真假.
(1)若a>b,则ac>bc;
(2)若a>b,则ac2>bc2;
(3)若a<b<0,则a2>ab>b2;
(4)若a<b<0,则eq \f(1,a)>eq \f(1,b);
(5)若a<b<0,则eq \f(b,a)>eq \f(a,b).
[思路点拨] 可利用不等式的性质判断一个命题为真命题,要说明一个命题为假,可通过举反例说明.
[精解详析] (1)因为未知c的正负或是否为零,无法确定ac与bc的大小,所以是假命题.
(2)因为c2≥0,所以只有c≠0时才能正确.
c=0时,ac2=bc2,所以是假命题.
变式:若ac2>bc2,则a>b,命题是真命题.
(3)a<b,a<0⇒a2>ab;a<b,b<0⇒ab>b2,命题是真命题.
(4)由性质定理a<b<0⇒eq \f(1,a)>eq \f(1,b),命题是真命题.
(5)eq \f(b,a)-eq \f(a,b)=eq \f(b2-a2,ab),由a<b<0得b2<a2⇒eq \f(b,a)<eq \f(a,b),命题是假命题.
(2025·石家庄质检)(1)设a>b>0,比较eq \f(a2-b2,a2+b2)与eq \f(a-b,a+b)的大小;
(2)已知a>b>0,c<d<0,e<0,求证:eq \f(e,a-c)>eq \f(e,b-d).
[思路点拨] (1)由题意得eq \f(a2-b2,a2+b2)>0,eq \f(a-b,a+b)>0,利用作商法即可得出答案;
(2)利用不等式的性质和作差法即可证明结论.
[精解详析] (1)∵a>b>0,
∴eq \f(a2-b2,a2+b2)>0,eq \f(a-b,a+b)>0,
∴eq \f(\f(a2-b2,a2+b2),\f(a-b,a+b))=eq \f(a+b2,a2+b2)=1+eq \f(2ab,a2+b2)>1,
∴eq \f(a2-b2,a2+b2)>eq \f(a-b,a+b).
(2)证明:∵c<d<0,∴-c>-d>0,
又a>b>0,
∴a-c>b-d>0,b-a<0,c-d<0.
又e<0,
∴eq \f(e,a-c)-eq \f(e,b-d)=eq \f(eb-d-ea-c,a-cb-d)=eq \f(eb-d-a+c,a-cb-d)=eq \f(eb-a+c-d,a-cb-d)>0,
∴eq \f(e,a-c)>eq \f(e,b-d).
1.(2022·上海高考)已知a>b>c>d,下列选项中正确的是( )
A.a+d>b+c
B.a+c>b+d
C.ad>bc
D.ac>bd
解析:选B ∵3>2>1>0,但3+0=2+1,3×0<2×1,∴A、C错;
∵a>b>c>d,∴a>c,b>d,
∴a+c>b+d.B正确.
∵30>2>-1>-2,但30×(-1)<2×(-2),D错.故选:B.
2.(2020·全国高考)设集合A={x|x2-4≤0},B={x|2x+a≤0},且A∩B={x|-2≤x≤1},则a=( )
A.-4
B.-2
C.2
D.4
解析:选B 求解二次不等式x2-4≤0,可得A={x|-2≤x≤2},求解一次不等式2x+a≤0,可得Beq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≤-\f(a,2))))).
由于A∩B={x|-2≤x≤1},故-eq \f(a,2)=1,解得:a=-2.故选:B.
3.设x∈R,则“2-x≥0”是“|x-1|≤1”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B 由2-x≥0,得x≤2,由|x-1|≤1,得0≤x≤2,所以“2-x≥0”是“|x-1|≤1”的必要不充分条件.
4.已知a,b>0且a≠1,b≠1,若logab>1,则( )
A.(a-1)(b-1)<0
B.(a-1)(a-b)>0
C.(b-1)(b-a)<0
D.(b-1)(b-a)>0
解析:选D 讨论a的取值范围,可以利用指数式、对数式的互化将条件转化为a与b的关系,再判断即可.∵a,b>0且a≠1,b≠1,
∴当a>1,即a-1>0时,不等式logab>1可化为>a1,即b>a>1,∴(a-1)(a-b)<0,(b-1)(a-1)>0,(b-1)(b-a)>0.当0<a<1,即a-1<0时,不等式logab>1可化为<a1,即0<b<a<1,
∴(a-1)(a-b)<0,(b-1)(a-1)>0,
(b-1)(b-a)>0.综上可知,选D.
5.(2020·天津高考)设a∈R,则“a>1”是“a2>a”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 本题考查充分条件、必要条件的判断.由a2>a,即a2-a>0,得a<0或a>1,所以“a>1”是“a2>a”的充分不必要条件,故选A.
6.(多选)(2020·山东高考)已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
A.a2+b2≥eq \f(1,2)
B.2a-b>eq \f(1,2)
C.log2a+log2b≥-2
D.eq \r(a)+eq \r(b)≤eq \r(2)
解析:选ABD 本题考查基本不等式的应用.由a>0,b>0,a+b=1,得eq \f(a2+b2,2)≥eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2)))2=eq \f(1,4),即a2+b2≥eq \f(1,2),当且仅当a=b=eq \f(1,2)时取等号,故A正确;
由a>0,b>0,a+b=1,得a-b=2a-1>-1,故2a-b>eq \f(1,2),故B正确;
log2a+log2b=log2(ab)≤log2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2)))2=log2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2=-2,当且仅当a=b=eq \f(1,2)时,等号成立,故C错误;
(eq \r(a)+eq \r(b))2=a+b+2eq \r(ab)=1+2eq \r(ab)≤1+a+b=2,得eq \r(a)+eq \r(b)≤eq \r(2),当且仅当a=b=eq \f(1,2)时,等号成立,故D正确.故选ABD.
$