内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第3章
不等式
3.1 不等式的基本性质
a>b
a=b
a<b
b<a
课下培优固练(十一)
[课程标准] 1.梳理等式的性质. 2.理解不等式的概念. 3.掌握不等式的性质.
一、不等关系与不等式
1.不等式指的是用不等号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接起来的式子.
2.实数大小比较的依据
关于实数a,b大小的比较,有以下基本事实:
a-b>0⇔_________;
a-b=0⇔_________;
a-b<0⇔_________.
二、等式的性质
性质
名称
内容
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
同加(减)性
如果a=b,那么a±c=b±c
性质4
同乘性
如果a=b,那么ac=bc
性质5
同除性
如果a=b,c≠0,那么 eq \f(a,c) = eq \f(b,c)
微点拔:(1)运用性质3时要注意加上(或减去)的必须是同一个数或代数式.
(2)性质5中一定要注意两边不能同时除以0,因为0不能做除数.
三、不等式的性质
性质1:若a>b,则b<a;(自反性)a>b⇔_________.
性质2:若a>b,b>c,则a>c;(传递性)
性质3:若a>b,则a+c>b+c;(加法保号性)
性质4:若a>b,c>0,则ac>bc;(乘正保号性)若a>b,c<0,则ac<bc;(乘负改号性)
性质5:若a>b,c>d,则a+c>b+d;(同向可加性)
性质6:若a>b>0,c>d>0,则ac>bd.(全正可乘性)
【基点小试】
1.(苏教版必修一P50习题T2改编)已知t=2a+2b,s=a2+2b+1,则( )
A.t>s
B.t≥s
C.t≤s
D.t<s
解析:t-s= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2a+2b)) -(a2+2b+1)=- eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a-1))
eq \s\up12(2) ≤0,故t≤s,当a=1时,t=s.
答案: C
2.下列运用等式的性质进行的变形中,正确的是( )
A.如果a=b,那么a+c=b-c
B.如果a2=6a,那么a=6
C.如果a=b,那么 eq \f(a,c) = eq \f(b,c)
D.如果 eq \f(a,c) = eq \f(b,c) ,那么a=b
答案: D
解析:选项A,当c≠0时,显然不成立;
选项B,如果a2=6a,那么a=6或a=0,显然不成立;
选项C,当c=0时, eq \f(a,c) = eq \f(b,c) 无意义,不成立;
选项D,如果 eq \f(a,c) = eq \f(b,c) ,则c≠0,故 eq \f(a,c) ×c= eq \f(b,c) ×c,即a=b,成立.
3.已知3x=7y eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y≠0)) ,则下列比例式成立的是( )
A. eq \f(x,3) = eq \f(y,7)
B. eq \f(x,7) = eq \f(y,3)
C. eq \f(x,y) = eq \f(3,7)
D. eq \f(x,3) = eq \f(7,y)
解析:因为3x=7y eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y≠0)) ,则x≠0,则 eq \f(x,7) = eq \f(y,3) , eq \f(x,y) = eq \f(7,3) ,故B选项正确,ACD选项错误.
答案: B
4.下列结论正确的是( )
A.若 eq \r(a) < eq \r(b) ,则a<b
B.若a2>b2,则a>b
C.若a>b,则ac2>bc2
D.若ac>bc,则a>b
解析: eq \r(a) < eq \r(b) ,显然a,b均大于等于0,两边平方得:a<b,A正确;
当a=-1,b=0时,满足a2>b2,但a<b,B错误;
若a>b,当c=0时,则ac2=bc2=0,C错误;
若ac>bc,c<0,则a<b,D错误.
答案:A
题型一 数式的大小比较
例1.(1)(苏教版必修一P50T10改编)已知b<a<0,比较 eq \f(1,a) 与 eq \f(1,b) 的大小.
解:b<a<0,ab>0,b-a<0, eq \f(1,a) - eq \f(1,b) = eq \f(b-a,ab) <0, eq \f(1,a) < eq \f(1,b) .
(2)已知a≥1,试比较M= eq \r(a+1) - eq \r(a) 和N= eq \r(a) - eq \r(a-1) 的大小.
解:因为a≥1,所以M= eq \r(a+1) - eq \r(a) >0,
N= eq \r(a) - eq \r(a-1) >0.
所以 eq \f(M,N) = eq \f(\r(a+1)-\r(a),\r(a)-\r(a-1)) = eq \f(\r(a)+\r(a-1),\r(a+1)+\r(a)) .
因为 eq \r(a+1) + eq \r(a) > eq \r(a) + eq \r(a-1) >0,
所以 eq \f(M,N) <1,所以M<N.
[总结] 1.利用作差法比较大小的四个步骤
(1)作差:对要比较大小的两个式子作差.
(2)变形:对差式通过通分、因式分解、配方等手段进行变形.
(3)判断符号:对变形后的结果结合题设条件判断出差的符号.
(4)作出结论.
2.作商法比较大小
如果两实数同号,亦可采用作商法来比较大小,即作商后看商是大于1,等于1,还是小于1.方法如下:
前提
a>0,b>0
a<0,b<0,
依据
eq \f(a,b) >1⇔a>b; eq \f(a,b) =1⇔a=b; eq \f(a,b) <1⇔a<b
eq \f(a,b) >1⇔a<b; eq \f(a,b) =1⇔a=b; eq \f(a,b) <1⇔a>b
应用范围
同号两数比较大小或分式、积、幂之间比较大小
步骤
(1)作商;(2)变形;(3)判断商值与1的大小;(4)下结论
【练一练】
1.已知0<a1<1,0<a2<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.M≥N
解析:∵0<a1<1,0<a2<1,∴-1<a1-1<0,-1<a2-1<0,
∴M-N=a1a2-(a1+a2-1)=a1a2-a1-a2+1
=a1(a2-1)-(a2-1)=(a1-1)(a2-1)>0,∴M>N.
答案:B
2.已知|a|<1,则 eq \f(1,1+a) 与1-a的大小关系为________________.
解析:由|a|<1,得-1<a<1.
∴1+a>0,1-a>0.即 eq \f(\f(1,1+a),1-a) = eq \f(1,1-a2)
∵0<1-a2≤1,∴ eq \f(1,1-a2) ≥1,
∴ eq \f(1,1+a) ≥1-a.
答案: eq \f(1,1+a) ≥1-a
题型二 不等式的性质及其应用
角度1 判断正误
例2.(多选)(苏教版必修一P50习题T4改编)下列命题中,为真命题的有( )
A.若a>b>0,c>d>0,则ac>bd
B.若a>b,则a2>b2
C.若ac2>bc2,则a>b
D.若a>b,则ac2>bc2
解析:因为a>b>0,c>d>0,所以ac>bc,bc>bd,所以ac>bd,所以A为真命题;
当a=1,b=-2时,a2<b2,所以B不是真命题;
因为ac2>bc2,所以c2>0,所以a>b,所以C为真命题;
当c=0时,ac2=bc2=0,所以D不是真命题.
答案: AC
[总结] 利用不等式的性质判断正误的方法
(1)直接法:对于说法正确的,要利用不等式的相关性质或函数的相关性质证明;对于说法错误的只需举出一个反例即可.
(2)特殊值法:注意取值一定要遵循三个原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是所取的值要有代表性.
角度2 证明不等式
例3.已知a>b>0,c<d<0,m<0,求证:
(1) eq \f(1,a-c) < eq \f(1,b-d) ;
(2) eq \f(m,a-c) > eq \f(m,b-d) .
证明: (1)因为a>b>0,-c>-d>0,
所以a-c>b-d>0所以 eq \f(1,a-c) < eq \f(1,b-d) .
(2)由(1)得 eq \f(1,a-c) < eq \f(1,b-d) ,
又m<0,所以 eq \f(m,a-c) > eq \f(m,b-d) .
[总结] 利用不等式性质证明不等式的注意事项
(1)利用不等式的性质及其推论可以证明一些不等式.解决此类问题一定要在理解的基础上,记准、记熟不等式的性质并注意在解题中灵活准确地加以应用.
(2)应用不等式的性质进行推导时,应注意紧扣不等式性质成立的条件,且不可省略条件或跳步推导,更不能随意构造性质与法则.
角度3 用不等式性质求代数式的取值范围
例4.已知1<a<4,2<b<8,试求2a+3b与a-b的取值范围.
解:∵1<a<4,2<b<8,∴2<2a<8,6<3b<24.
∴8<2a+3b<32.
∵2<b<8,∴-8<-b<-2.
又∵1<a<4,∴1+(-8)<a+(-b)<4+(-2),
即-7<a-b<2.
故2a+3b的取值范围是8<2a+3b<32,a-b的取值范围是-7<a-b<2.
【母题探究】 (变设问)在本例条件下,求 eq \f(a,b) 的取值范围.
解:∵2<b<8,∴ eq \f(1,8) < eq \f(1,b) < eq \f(1,2) ,而1<a<4,
∴1× eq \f(1,8) <a· eq \f(1,b) <4× eq \f(1,2) ,即 eq \f(1,8) < eq \f(a,b) <2.
故 eq \f(a,b) 的取值范围是 eq \f(1,8) < eq \f(a,b) <2.
[总结] 利用不等式的性质求取值范围的策略
(1)建立待求范围的整体与已知范围的整体的关系,最后利用不等式的性质进行运算,求得待求的范围.
(2)同向(异向)不等式的两边可以相加(相减),这种转化不是等价变形,如果在解题过程中多次使用这种转化,就有可能扩大其取值范围.
【练一练】
3.(多选)(2025·苏州高一上期末)若a>|b|≠0,c>0,则( )
A.a2>b2
B.ac>bc
C. eq \f(c,a)< eq \f(c,b)
D.a+ eq \f(1,b)>b+ eq \f(1,a)
解析:根据a>|b|>0,则a2>b2,A正确;
由a>|b|>0,又c>0,则ac>|b|c≥bc,B正确;
当b<0时, eq \f(c,a)> eq \f(c,b),C错误;
当a=1,b=- eq \f(1,2)时,a+ eq \f(1,b)=-1,b+ eq \f(1,a)=- eq \f(1,2)+1= eq \f(1,2),D错误.
答案:AB
4.若a>b>0,c<d<0,e<0,求证: eq \f(e,(a-c)2) > eq \f(e,(b-d)2) .
证明:∵c<d<0,∴-c>-d>0.
又a>b>0,∴a-c>b-d>0,则(a-c)2>(b-d)2>0,
即 eq \f(1,(a-c)2) < eq \f(1,(b-d)2) .
又e<0,∴ eq \f(e,(a-c)2) > eq \f(e,(b-d)2) .
5.已知-6<a<8,2<b<3,求 eq \f(a,b) 的取值范围.
解:∵-6<a<8,2<b<3.∴ eq \f(1,3) < eq \f(1,b) < eq \f(1,2) ,
①当0≤a<8时,0≤ eq \f(a,b) <4;
②当-6<a<0时,-3< eq \f(a,b) <0.
由①②得:-3< eq \f(a,b) <4.
故 eq \f(a,b) 的取值范围为-3< eq \f(a,b) <4.
6.已知-1≤a+b≤1,1≤a-2b≤3,求a+3b的取值范围.
解:设a+3b=λ1(a+b)+λ2(a-2b)=(λ1+λ2)a+(λ1-2λ2)b,解得λ1= eq \f(5,3) ,λ2=- eq \f(2,3) .
又- eq \f(5,3) ≤ eq \f(5,3) (a+b)≤ eq \f(5,3) ,-2≤- eq \f(2,3) (a-2b)≤- eq \f(2,3) ,所以- eq \f(11,3) ≤a+3b≤1.
故a+3b的取值范围为- eq \f(11,3) ≤a+3b≤1.
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