内容正文:
第二章 等式与不等式
2.2.1不等式及其性质
《人教B版2019高中数学必修第一册》
知识点
1.数轴上一点坐标表示P(x)
2.实数大小比较的依据“作差法”
3.掌握不等式的性质及其推论
4.掌握综合法、分析法与反证法证明不等式
2
知识迁移
1.平面上一点坐标表示A(x,y)
数轴上一点坐标表示P(x)
2.3大于2,所以3-2>0
同理
3.初中的时候,我们就已经归纳了不等式的三个性质
性质1 如果,那么.
性质2 如果,,那么.
性质3 如果,,那么.
强调 以上比较两个实数大小、证明不等式的根本依据,
核心是“作差法”,接下来我们来证明性质1、2、3
3
性质1证明
性质1 如果,那么.
性质1可以用如下方式证明:因为
,
又因为,所以,从而
,
因此
强调 证明哪一项大于另一项,就要构造这两项的差——作差法
4
性质2证明
性质2 如果,,那么.
性质2可以用类似的方法证明:因为
,
又因为,所以,而,因此
,
因此,即.
强调 证明哪一项大于另一项,就要构造这两项的差——作差法
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性质3证明
性质3 如果,,那么.
性质3的证明方法同性质2:因为
,
又因为,所以,而,因此
,
因此,即.
强调 证明哪一项大于另一项,就要构造这两项的差——作差法
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尝试与发现
用“充分不必要”“必要不充分”“充要”填空:
(1)是的_____条件;
(2)如果,则是的_____条件;
(3)如果,则是的_____条件.
充要
充要
充要
证明(1)
充分性:由性质1知充分性成立
必要性:,由性质1知,
,
因此a>b,必要性成立
证明(2)
充分性:由性质2知充分性成立
必要性:,c>0由性质2知,
,
因此a>b,必要性成立
熟练应用:
做差法比较两个实数的大小
不等式的三个性质:
如果,那么
如果,,那么
如果,,那么
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性质4
性质4 如果,那么.
证明 因为
,
又因为,所以;且,所以,因此
,
从而,即.
性质4通常称为不等关系的传递性
性质5 .
这
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例题精讲
例1 比较和的大小.
解 因为
,
又因为,所以,从而
,
因此.
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探究新知
从已知条件出发,综合利用各种结果,经过逐步推导最后得到结论的方法,在数学中通常称为综合法.下面用综合法来得出几个常用的不等式性质的推论.
推论1 如果,那么.
推论2 如果,那么.
推论3 如果,那么.
推论4 如果那么.
推论5 如果那么.
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推论证明、说明
推论1 如果,那么.
证明 .
推论1表明,不等式中的任意一项都可以把它的符号变成相反的符号后,从不等式的一边移到另一边.推论1通常称为不等式的移向法则.
推论2 如果,那么.
证明 根据性质1有,,
再根据性质4(传递性)可知.
我们把和(或和)这类不等号方向相同的不等式,称为同向不等式.推论2说明,两个同向不等式的两边分别相加,所得到的不等式与原不等式同向.很明显,推论2可以推广为更一般的结论:
有限个同向不等式的两边分别相加,所得到的不等式与原不等式同向.
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推论证明、说明
推论3 如果,那么.
证明 根据性质2有
,
,
再根据性质4可知
.
很明显,这个推论也可以推广为更一般的结论:
几个两边都是正数的同向不等式的两边分别相乘,所得到的不等式与原不等式同向.
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推论证明、说明
推论4 如果那么.
推论5 如果那么.
这个结论的证明只要多次使用推论3的结论即可
证明 假设,即
或,
根据推论4和二次根式的性质,得
或.
这都与矛盾,因此假设不成立,从而.
可以看出,推论5中证明方法的实质是:首先假设结论的否定成立,然后由此进行推理得到矛盾,最后得出假设不成立.这种得到数学结论的方法通常称为反证法,反证法是一种间接证明的方法.
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例题精讲
例2 (1)已知求证:;
证明 因为,,所以,.
根据推论2,得.
(3)已知,,求证:.
(2)已知求证:;
证明 因为,所以.
又因为,所以,
即,因此.
证明 因为,根据(2)的结论,得.
又因为,所以根据推论3可知,即.
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尝试与发现
你能证明吗?用综合法(综合法中,最重要的推理形式为p⟹ q,其中p是已知或者已经得出的结论,所以综合法的实质就是不断寻找必然成立的结论.例2中的三个证明就是用的综合法)证明这个结论方便吗?你觉得可以怎样证明这个结论?
用综合法不方便因为,由
方法——分析法
证明:要证,只需证明,
展开得,即,
这只需证明,即.
因为成立,所以成立.
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尝试与发现
证明
证明:要证,只需证明,
展开得,即,
这只需证明,即.
因为成立,所以成立.
上述这种证明方法通常称为分析法.分析法中,最重要的推理形式是“要证,只需证明”,这可以表示为,其中是需要证明的结论,所以分析法的实质就是不断寻找结论成立的充分条件.的证明过程也可简写为:
因为,
又因为成立,所以结论成立.
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尝试与发现
用反证法证明
证明:假设不等式+<2成立,则+≥2
两边平方得10+2≥20,所以≥5,
所以21≥25,该不等式显然不成立,所以原不等式成立.
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例题精讲
例3 已知,求证:.
证明 因为,所以从而
,
又因为已知,所以结论成立.
解析法证明
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巩固练习
1.已知,且则下列命题中是真命题的是( ).
A.如果,那么
B.如果,那么
C.如果,那么
D.如果,那么
解:
A.如果那么.故错误.
B.如果,那么故错误.
C.如果,那么.故错误.
D.∵∴,∴如果,那么
D
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2.比较与 的大小.
解 ,
.
3.已知,比较的大小.
解:∵
而在上恒成立.
∴当,即时,此时,
当,即时,此时,
当,即时,此时,
巩固练习
作差法
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巩固练习
A.B.
C.D.
4.要证 ,只需证( )
【解析】要证 ,
只需证 ,
只需证 .
A
解析法
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巩固练习
5.用反证法证明命题“一个三角形中不能有两个直角”的过程可以归纳为以下三个步骤.
,这与三角形内角和为 相矛盾,所以 不成立.
②所以一个三角形中不能有两个直角.
③假设,,中有两个角是直角,不妨设 .
其正确顺序为 .
③①②
反证法
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巩固练习
6.已知,,试求 的取值范围;
【解析】,,,, .
, .
又, ,
即 .
综合法
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提升练习
1.已知a>0,b>0,比较++的大小
解 +-
=(+
=(+)()
=(+)≥0
所以++
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提升练习
2. 已知,求证 .
【解析】要证,只需证 ,
, 此不等式两边均大于零.
因此只需证 ,
即证 ,只需证
,
只需证,即证,即证, 显然
成立,故原不等式成立.
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提升练习
3. 已知,且,求证:, 中至少有一个小于2.
【解析】假设,都不小于2,即,,, ,
,
两式相加,得,解得,这与已知矛盾,
假设不成立.
故, 中至少有一个小于2.
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提升练习
4.已知,,求 的取值范围.
方法一: 令 .
解得
.
, ,
又, .
故的取值范围为 .
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提升练习
4.已知,,求 的取值范围.
方法二: 令2a+b=m,a-b=n,解得
因为-1<m<2,3<n<4,5a+b=2m+n
故1<2m+n<9
的取值范围为 .
a=
b=
28
$