内容正文:
1.3 不等式的性质与解法
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知识清单
知识点1 不等式的性质
1.不等式的性质
性质 性质内容 注意
对称性 a>b⇔b<a 可逆
传递性 a>b,b>c⇒a>c 同向
可加性 a>b⇔a+c>b+c 可逆
可乘性 a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc c的符号
同向可加性 a>b,c>d⇒a+c>b+d 同向
同向同正
可乘性 a>b>0,c>d>0⇒ac>bd 同向
同正
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可乘方性 a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2) 同正
可开方性 a>b>0⇒ > (n∈N,n≥2) 同正
2.不等式的倒数和分数性质
(1)倒数性质:
a>b,ab>0⇒ < ;a<0<b⇒ < .
(2)分数性质:若a>b>0,m>0,则
< (糖水不等式); > (b-m>0);
> ; < (b-m>0).
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知识点2 不等式的解法
1.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系
Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根 有两个相异实根x1,x2(x1<x2) 有两个相等实根x1=x2=- 没有
实根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集 {x|x<x1或x>x2} x x≠- R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集 {x|x1<x<x2} ⌀ ⌀
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注意 在不等式ax2+bx+c>0(a≠0)中,如果二次项系数a<0,则可先根据不等式的性质,将
其转化为正数,再对照上表求解.
2.分式不等式的解法
(1) >0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0);
(2) ≥0(≤0)⇔
3.绝对值不等式的解法
|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|<a(a>0)的解集为(-a,a).
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即练即清
1.判断正误.(对的打“√”,错的打“✕”)
(1)若a>b,则ac2>bc2. ( )
(2)设a,b∈R,且a>b,则a3>b3. ( )
(3)不等式ax2+bx+c≤0(a≠0)的解集为空集,则函数y=ax2+bx+c无零点. ( )
(4)若a<b<0,则 <1. ( )
✕
√
√
✕
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2.(人教A版必修第一册P55习题T1改编)不等式-x2+2x-4>0的解集为 ( )
A.R B.⌀
C.{x|x>0,x∈R} D.{x|x<0,x∈R}
B
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3.(易错题)已知a-b∈[0,1],a+b∈[2,4],则4a-2b的取值范围是 ( )
A.[1,5] B.[2,7] C.[1,6] D.[0,9]
B
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4.(人教A版必修第一册P43习题T3改编)已知a,b∈(0,1),记M=ab,N=a+b-1,则M与N的大
小关系是___________.
M>N
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考点清单
考点1 不等式的性质
角度1 不等式的基本性质
典例1 (多选)(2025届山东临沂二模,9)已知a>b>c,则下列不等式正确的是 ( )
A. < B.ab2>cb2
C.a+b>c D.a2+c2>b2
AD
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解析 对于A【作差法】, - = = ,因为a>b>c,所以c-b<0,
a-c>0,a-b>0,即 <0,所以 < ,故A正确;
对于B,ab2-cb2=b2(a-c),当b=0时不等式不成立,故B错误;
对于C【举反例】,取a=-1,b=-2,c=-3,满足a>b>c,但a+b=c,故C错误;
对于D【分情况讨论】,若a>b=0>c,则a2+c2>b2=0显然成立,
若a>b>0>c,则a2+c2>a2>b2成立,
若a>0>b>c,则a2+c2>c2>b2成立.
综上,a2+c2>b2.故D正确.故选AD.
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易错提醒 1.a>b⇒ac>bc或a<b⇒ac<bc,对于c≤0不成立;
2.a>b⇒ < 或a<b⇒ > ,对于ab>0才成立;
3.a>b⇒ > ,对于正数a,b才成立;
4. >1⇔a>b,对于正数a,b才成立.
在使用不等式的性质时,一定要注意它们成立的条件.
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变式训练
1.(情境模型变式)(2025届广东江门调研,3)下列命题为真命题的是 ( )
A.若a>b>c>0,则 <
B.若a>b>0,c<0,则 <
C.若a>b>0,则ac2>bc2
D.若a>b,则a> >b
D
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解析 对于A, - = = ,因为a>b>c>0,所以a-b>0,b(b+c)>0,所以
- >0,即 > ,故A错误;【根据不等式的性质用作差法比较大小】
对于B,因为a>b>0,所以 < ,又c<0,所以 > ,故B错误;
对于C,当c=0时,ac2=bc2=0,故C错误;
对于D,若a>b,则2a>a+b,a+b>2b,所以a> >b,故D正确.故选D.
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角度2 两个数(式)的大小比较
典例2 (多选)(2025届湖北考前压轴卷(二),10)若0<a<b<1,则 ( )
A. > B.a+ln b>b+ln a
C.2a+2b>2a+b D.a·sin b>b·sin a
BC
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解析 对于A【作差法】,因为0<a<b<1,所以b-a>0,b>0,b-1<0,
所以 - = = <0,所以 < ,A错误;
对于B【构造函数法】,记f(x)=x-ln x,0<x<1,则f'(x)=1- = <0,
所以f(x)在(0,1)上单调递减,
又0<a<b<1,所以f(a)>f(b),即a-ln a>b-ln b,即a+ln b>b+ln a,B正确;
对于C【作商法】,因为0<a<b<1,所以1<2a<2b<2,1<2a+b<4,所以 = + ≥2 ,
因为a≠b,所以等号不成立,则 >1,所以2a+2b>2a+b,C正确;
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对于D【构造函数法】,记g(x)= ,0<x<1,则g'(x)= ,
记h(x)=xcos x-sin x,0<x<1,则sin x>0,故h'(x)=-xsin x<0,
所以h(x)在(0,1)上单调递减,所以h(x)<h(0)=0,则g'(x)<0,所以g(x)在(0,1)上单调递减,又0
<a<b<1,所以g(a)>g(b),即 > ,即a·sin b<b·sin a,D错误.故选BC.
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方法总结 比较两个数(式)大小的方法
1.作差法,步骤:作差⇒变形⇒判断差与0的大小⇒得出结论.
注意:含根号的式子作差时一般先乘方,再作差.
2.作商法,步骤:作商⇒变形⇒判断商与1的大小⇒得出结论.
3.构造函数法:构造函数,利用函数单调性比较大小.
4.赋值法和排除法:可以多次取特殊值,根据特殊值比较大小,从而得出结论.
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变式训练
2.(关键元素变式)(多选)(2025届河南许平汝名校三模,9)已知log2a>log2b,c为实数,则
下列不等式正确的是 ( )
A. > B.ac2>bc2
C. + >2 D.a-sin a<b-sin b
AC
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解析 由题意可得a>b>0.A项,由y= 单调递增,知 > ,故A正确;
B项,c=0时B不正确;
C项,由a>0,b>0,得 + ≥2 =2,当且仅当a=b时等号成立,但a>b>0,∴等号不成立,故
C正确;
D项,构造函数y=x-sin x,则y'=1-cos x≥0,∴y=x-sin x单调递增,又a>b>0,∴a-sin a>b-sin b,
故D不正确.
故选AC.
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角度3 利用不等式的性质求取值范围
典例3 (2025届安徽淮南第二中学第一次考试,4)已知0<x+y<5,2<x-y<3,则2x-3y的取值
范围是 ( )
A. B.
C. D.
C
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解析 设2x-3y=m(x+y)+n(x-y),则有2x-3y=(m+n)x+(m-n)y,
【利用整体思想来表示所求式子】
即 解得
由0<x+y<5,2<x-y<3,得- <- (x+y)<0,5< (x-y)< ,两同向不等式相加得- +5<- (x+y)+
(x-y)<0+ ,化简得 <2x-3y< ,故选C.
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方法总结 利用不等式的性质求取值范围的方法
由a<f(x,y)<b,c<g(x,y)<d,求F(x,y)的取值范围,可利用待定系数法解决,即设F(x,y)=mf(x,y)
+ng(x,y)(或其他形式),通过恒等变形求得m,n的值,再利用不等式的同向可加性和可乘
性求得F(x,y)的取值范围.
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变式训练
3.(关键元素变式)设x,y为实数,满足3≤xy2≤8,4≤ ≤9,则 的最大值为 ( )
A.27 B.24
C.12 D.32
A
解析 易知 = · ,由3≤xy2≤8,得 ≤ ≤ ,又4≤ ≤9,所以16≤ ≤81,所以
×16≤ · ≤ ×81,即2≤ ≤27,所以 的最大值为27.故选A.
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考点2 不等式的解法
角度1 一元二次不等式的解法
典例4 不等式-2x2+3x+7<0的解集为__________________________.
-∞, ∪ ,+∞
解析 由题意可得2x2-3x-7>0,
令2x2-3x-7=0,
得x= 或x= ,
所以不等式的解集为 -∞, ∪ ,+∞ .
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典例5 (2026届江西赣州中学开学考,16)已知二次函数f(x)=ax2-4x+3.
(1)若f(x)<0的解集为{x|1<x<b},分别求a,b的值;
(2)解关于x的不等式f(x)>2ax-2x-1.
解析 (1)由f(x)<0的解集为{x|1<x<b},得1,b是方程f(x)=0的根,且a>0,
由f(1)=a-4+3=0,解得a=1,由1+b= =4【根与系数的关系】,解得b=3,
所以a=1,b=3.
(2)由f(x)=ax2-4x+3是二次函数知a≠0.将不等式f(x)>2ax-2x-1整理得ax2-(2+2a)x+4>0,即
(ax-2)(x-2)>0,
当a>0时,不等式等价于 (x-2)>0,【注意根的大小,讨论 与2的大小关系】
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当 >2,即0<a<1时,解得x<2或x> ;
当 =2,即a=1时,解得x≠2;
当 <2,即a>1时,解得x< 或x>2;
当a<0时,不等式等价于 (x-2)<0,解得 <x<2,
所以当0<a<1时,原不等式的解集为(-∞,2)∪ ;
当a=1时,原不等式的解集为(-∞,2)∪(2,+∞);
当a>1时,原不等式的解集为 ∪(2,+∞);
当a<0时,原不等式的解集为 .
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解题技巧 解二次项系数含参数的一元二次不等式的步骤
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变式训练
4.(情境模型变式)已知关于x的不等式组 的整数解的集合为
{-2},则实数k的取值范围是______________.
[-3,2)
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解析 第一步:解不含参数的一元二次不等式x2-x-2>0.
由x2-x-2>0,解得x<-1或x>2.
第二步:解含参数的一元二次不等式2x2+(2k+5)x+5k<0,根据根的大小对k进行分类讨论.
2x2+(2k+5)x+5k<0,即(2x+5)(x+k)<0.
(1)当k= 时,不等式为2 <0,所以不等式无解,不符合题意,故舍去;
(2)当k> 时,由(2x+5)(x+k)<0得-k<x<- ,
故不等式的解集为 ,
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因为- <-2,所以不符合不等式组的整数解的集合为{-2},故舍去;
(3)当k< 时,由(2x+5)(x+k)<0得- <x<-k,
若不等式组的整数解的集合为{-2},
则由数轴可知-2<-k≤3,解得-3≤k<2.
综上,实数k的取值范围是[-3,2).
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角度2 一元二次不等式恒成立问题
典例6 (在R上恒成立)若关于x的不等式mx2-mx+1>0对任意的x∈R恒成立,则m的取
值范围为_____________.
[0,4)
解析 当m=0时,不等式为1>0,恒成立,故m=0满足题意;
当m≠0时, 解得0<m<4.
综上,m的取值范围是[0,4).
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解题技巧 恒成立问题常见类型及解题策略
(1)在R上恒成立,
①不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔ 或
②不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔ 或
(2)在给定区间上恒成立,其解题策略为:要充分结合函数图象进行分类讨论(也可采用
分离参数的方法求解)
(3)给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题的解题策略:解决恒成立问题一定要清
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楚谁是主元,谁是参数,一般情况下,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参
数,即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据参数的取值范围列式求
解.
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变式训练
5.(在给定区间上恒成立)(2025届辽宁鞍山二模)若对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒
成立,则m的取值范围是 ( )
A.(-2,2) B.(2,+∞)
C.(-∞,2) D.(-∞,2]
C
解析 ∀x∈(0,+∞),x2-mx+1>0⇔m<x+ ,而当x>0时,x+ ≥2 =2,当且仅当x= ,即x=
1时取等号,则m<2,所以m的取值范围是(-∞,2).故选C.
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6.(给定参数范围)当0≤p≤4时,不等式x2+px>4x+p-3恒成立,则x的取值范围是( )
A.[-1,3]
B.(-∞,-1]
C.[3,+∞)
D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
D
解析 主参换位法 不等式x2+px>4x+p-3可化为(x-1)p+x2-4x+3>0,
令f(p)=(x-1)p+x2-4x+3(0≤p≤4),
则
∴x<-1或x>3.
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