内容正文:
第06讲 等式与不等式性质
基●础●知●识
一、等式的基本性质
1如果,那么.
2如果,那么.
3如果,那么.
4如果,那么.
5如果,那么.
二、不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
2
传递性
不可逆
3
可加性
可逆
4
可乘性
的符号
5
同向可加性
同向
6
正数同向可乘性
同向
7
正数乘方性
同正
性质拓展(重点考察):
倒数的性质:
(1).
(2).
(3)
(4)或.
三、比较两个实数(或代数式)大小
1、作差法、作商法是比较两个实数(或代数式)大小的基本方法.
(1)作差法的步骤:作差、变形、判断差的符号、得出结论.
(2)作商法的步骤:作商、变形、判断商与1的大小、得出结论.
2、介值比较法也是比较大小的常用方法,其实质是不等式的传递性:
若,则;若,那么其中是介于与之间的值,
此种方法的关键是通过恰当的放缩,找出一个比较合适的中介值.
【注意】
(1)比较代数式的大小通常采用作差法,如果含有根式,也可以先平方再作差,但此时一定要保证代数式大于零;
(2)作差时应该对差式进行恒等变形(如配方、因式分解、有理化、通分等),直到能明显看出其正负号为止.
题●型●破●译
题型01用不等式表示不等关系
【典例01】平流层是地球大气层的第2层,位于对流层之上,特点是空气以水平流动为主,大气稳定且几乎无云雨,是飞机平稳飞行的理想区域.某地平流层是地球表面以上10km(不含)到50km(不含)的区域,下述不等式中能表示平流层高度的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求解每个选项中的绝对值不等式对照题意判断即可.
【详解】对于A:由,得,解得,不满足题意,故A不正确;
对于B:由,得,解得,不满足题意,故B不正确;
对于C:由,得,解得,不满足题意,故C不正确;
对于D:由,得,解得,满足题意,故D正确.
故选:D.
【变式01】某人元旦回家共,准备先坐动车再转汽车,从动车转汽车耗时10min,转汽车时离家还有,已知动车的平均速度为,汽车平均速度为,若从坐动车开始能在1小时内到家,则应该满足的不等式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意计算每段耗时,相加即可求解.
【详解】由题意汽车所用时间加上动车所用时间小于1小时,
即.
故选:D.
【变式02】中国国家铁路集团有限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.设携带品外部尺寸长、宽、高分别为(单位:),若体积不超过,用数学关系式可表示为( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】C
【分析】根据已知写出不等式即可.
【详解】由长、宽、高之和不超过,得,
由体积不超过,得.
故选:C
题型02 做差法比较代数式大小
【典例01】已知,,且,则“”是“”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
【答案】C
【详解】,
因为,所以,
若,则,即,
若,则,即,
所以“”是“”的充要条件.
【变式01】对于任意实数,以下四个命题中的真命题是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】对A、B、C,通过取特殊值,即可判断正误;对D,根据选项条件可得,再由作差法,即可求解.
【详解】对于A,取,显然满足,此时,,所以A错误,
对于B,取,显然,此时,,所以B错误,
对于C,取,显然满足,此时,,所以C错误,
对于D,因为,得,显然不成立,所以,则,
又,
若,则,不满足,所以,
所以,即,所以D正确,
故选:D.
【变式02】已知,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用不等式的基本性质,用作差法计算求解.
【详解】选项A:因为,所以,
所以,又,
所以,故,故A正确;
选项B:若,则,,
,,
,故,不满足,
若,则,不满足,故B错误;
选项C:,,,
,则,故C错误;
选项D:,,
,则,故D错误.
故选:A.
题型03 作商法比较代数式大小
【典例01】若,下列不等式中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用作差、作商法即可判断A、B的正误,由不等式的性质可判断C、D的正误.
【详解】A:,又,知:,但无法确定符号,错误;
B:,,故,正确;
C:由,知,即,正确;
D:由,有,正确;
故选:A
【变式01】已知c>1,且x=-,y=-,则x,y之间的大小关系是( )
A.x>y B.x=y
C.x<y D.x,y的关系随c而定
【答案】C
【分析】应用作商法比较的大小关系即可.
【详解】由题设,易知x,y>0,又,
∴x<y.
故选:C.
【变式02】已知a是实数,则“”是“”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
【答案】A
【分析】判断“”和“”之间的逻辑推理关系,即得答案.
【详解】当时,,
故,即成立,则成立;
当时,,但推不出成立,
故“”是“”的充分不必要条件,
故选:A
题型04 由不等式性质比较大小
【典例01】下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】D
【分析】对选项A、B、C举出反例即可,选项D由不等式的同向可加性即可求得.
【详解】对于选项A,在时不成立;
对于选项B,取时不成立;
对于选项C,取时不成立;
对于选项D,由得,又,所以两式相加得.
【变式01】已知,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】ACD可取特例证伪,对于B,由不等号的传递性即可证明.
【详解】对于A,若则原式不成立,故A错误;
对于B,,即,故B正确;
对于C,若则原式不成立,故C错误;
对于D,若则原式不成立,故D错误;
【变式02】若,则“”是“”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
【答案】A
【详解】对移项通分:,
若,则,因此,即一定成立,充分性成立;
若,不一定能推出,
举例:取,满足,但不满足,因此必要性不成立;
综上,“”是“”的充分不必要条件.
题型05 由不等式性质证明不等式
【典例01】已知均为正实数,且,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】根据不等式的基本性质,结合已知条件,利用作差法计算证明结论.
【详解】,,
,
又,
,故,
,,,
,即.
【变式01】已知,.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用不等式的性质证明即可;
(2)应用作差法比较大小,即可证.
【详解】(1)由,则,故,
由,则,故,
所以,得证.
(2)由,而,
所以,即,得证.
【变式02】(1)已知,,,求证:;
(2)证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【详解】(1)因为,所以.又,所以,则,所以,即.又,所以.
(2)要证,只需证,即证,即证,即证,即证,显然成立,所以.
题●型●巩●固
1. 下列说法正确的是( )
A.某人的月收入元不高于元可表示为“”
B.小明的身高为,小华的身高为,则小明比小华矮可表示为“”
C.变量不小于可表示为“”
D.变量不超过可表示为“”
【答案】C
【分析】利用不等式表示不等关系逐个选项判断即可.
【详解】对于A,某人的月收入元不高于元可表示为“”,A错误;
对于B,小明的身高为,小华的身高为,则小明比小华矮可表示为“”,B错误;
对于C,变量不小于可表示为“”,C正确;
对于D,变量不超过可表示为“”,D错误.
故选:C.
2.
某投资方对某项目提出两个投资方案:方案一为一次性投资1000万元;方案二为第一年投资200万元,以后每年投资30万元.下列不等式表示“经过年后,方案一的总投资不多于方案二的总投资”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题设写出方案二n年后的总投资额,再由不等式的描述写出不等关系即可.
【详解】由题意,经过n年后,方案二的总投资为万元,
则“经过n年后,方案一的总投资不多于方案二的总投资”的不等式表示为.
故选:B
3. 在开山工程爆破时,已知导火线燃烧的速度是0.5 cm/s,人跑开的速度为4 m/s,为了使点燃导火线的人能够在爆破时跑到100 m以外的安全区,导火线的长度x(cm)应满足的不等式为( )
A.4×≥100 B.4×≤100
C.4×>100 D.4×<100
【答案】C
【分析】人跑开的路程应大于100米,可得结论.
【详解】导火线燃烧的时间为s,人在这段时间跑的路程为4×m.
由题意可得4×>100.
故选:C.
4.
已知,则“”是“”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
【答案】A
【详解】若,则,则充分性成立;
若,则满足,但不满足,故必要性不成立,
故“”是“”的充分不必要条件.
5.
已知是非零实数,且是任意实数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】ACD选项举反例说明,B选项根据作差法说明.
【详解】对于A,不妨取,此时,即A错误;
对于B,由题意可知,所以,因此,即B正确;
对于C,当时,,可得C错误;
对于D,当时,可得,即D错误.
故选:B
6. 下列不等式中成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】对A和C,根据条件,通过取特殊值检验,即可判断出正误;对B和D,根据条件,通过作差法,即可判断正误.
【详解】对于A,若,则,所以A错误,
对于B,因为,又,则,所以,
得到,所以B错误,
对于C,取,显然满足,此时,
不满足,所以C错误,
对于D,因为,又,则,
所以,得到,所以D正确,
故选:D.
7.
已知,则下列结论不成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的性质逐项分析后可得正确的选项.
【详解】对于A,因为,故,故,
故,故A成立;
对于B,因为,故,又,故,故B成立;
对于C,因为,故,又,故,故C成立;
对于D,因为,故,故,故D不成立.
8. 已知a,b,c,d均为实数,则下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若且,则
【答案】C
【分析】由不等式的性质及特例逐项判断即可.
【详解】选项A,取,,,,满足条件,但,A错误;
选项B,当,时,满足,但,B错误;
选项C,当时,有,, ,
则,所以,C正确;
选项D,且,则,,
则,得,D错误.
9.
若,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据不等式的性质,逐一分析各个选项,即可得答案.
【详解】若,则,故A错误,B正确;
因为,所以,则,故C错误;
因为,所以,故D错误.
10.
已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】首先整理已知条件: 由 移项得 ,且因为 ,所以 ,可得 ,即同号,据此分析每个选项.
【详解】选项A:,因为 ,,所以 ,A正确;
选项B:取 ,满足 ,但 ,B错误;
选项C:取 ,满足 ,但 ,C错误;
选项D:取,满足条件,但 ,D错误.
11.
已知实数,则下列结论不正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】D
【分析】根据不等式的性质可判断AB的正误,利用作差法可判断C的正误,根据反例可判断D的正误.
【详解】对于A,因此,故,故,故,故A正确;
对于B,因为,故,故B正确;
对于C,,
而,故,故,
故,故C正确;
对于D,取,则,
此时不成立,故D错误.
故选:D.
12.
(1)比较与的大小;
(2)已知,求证:.
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】(1)利用作差法比较大小;
(2)根据,得到,再由,根据不等式的性质可得,从而得证.
【详解】(1)因为
,
所以;
(2)因为,所以,
又,所以,得证.
13. 从下列三组式子中选择一组比较大小:
(1)设,,,比较,的大小;
(2)设,均为正实数,,,比较,的大小;
(3)设,,,比较,的大小.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)化简可得,,再通过比较分母的大小即可得解;
(2)借助作差法作差后因式分解即可得;
(3)借助作差法比较即可得.
【详解】(1),
,
由,,
故,即有;
(2)
,
由,均为正实数,故,即;
(3)
,
由,故,,,,
即,故.
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第06讲 等式与不等式性质
基●础●知●识
一、等式的基本性质
1如果,那么.
2如果,那么.
3如果,那么.
4如果,那么.
5如果,那么.
二、不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
2
传递性
不可逆
3
可加性
可逆
4
可乘性
的符号
5
同向可加性
同向
6
正数同向可乘性
同向
7
正数乘方性
同正
性质拓展(重点考察):
倒数的性质:
(1).
(2).
(3)
(4)或.
三、比较两个实数(或代数式)大小
1、作差法、作商法是比较两个实数(或代数式)大小的基本方法.
(1)作差法的步骤:作差、变形、判断差的符号、得出结论.
(2)作商法的步骤:作商、变形、判断商与1的大小、得出结论.
2、介值比较法也是比较大小的常用方法,其实质是不等式的传递性:
若,则;若,那么其中是介于与之间的值,
此种方法的关键是通过恰当的放缩,找出一个比较合适的中介值.
【注意】
(1)比较代数式的大小通常采用作差法,如果含有根式,也可以先平方再作差,但此时一定要保证代数式大于零;
(2)作差时应该对差式进行恒等变形(如配方、因式分解、有理化、通分等),直到能明显看出其正负号为止.
题●型●破●译
题型01用不等式表示不等关系
【典例01】平流层是地球大气层的第2层,位于对流层之上,特点是空气以水平流动为主,大气稳定且几乎无云雨,是飞机平稳飞行的理想区域.某地平流层是地球表面以上10km(不含)到50km(不含)的区域,下述不等式中能表示平流层高度的是( )
A. B. C. D.
【变式01】某人元旦回家共,准备先坐动车再转汽车,从动车转汽车耗时10min,转汽车时离家还有,已知动车的平均速度为,汽车平均速度为,若从坐动车开始能在1小时内到家,则应该满足的不等式为( )
A. B.
C. D.
【变式02】中国国家铁路集团有限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.设携带品外部尺寸长、宽、高分别为(单位:),若体积不超过,用数学关系式可表示为( )
A.且 B.且
C.且 D.且
题型02 做差法比较代数式大小
【典例01】已知,,且,则“”是“”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
【变式01】对于任意实数,以下四个命题中的真命题是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【变式02】已知,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
题型03 作商法比较代数式大小
【典例01】若,下列不等式中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【变式01】已知c>1,且x=-,y=-,则x,y之间的大小关系是( )
A.x>y B.x=y
C.x<y D.x,y的关系随c而定
【变式02】已知a是实数,则“”是“”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
题型04 由不等式性质比较大小
【典例01】下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【变式01】已知,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式02】若,则“”是“”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
题型05 由不等式性质证明不等式
【典例01】已知均为正实数,且,求证:.
【变式01】已知,.
(1)求证:;
(2)求证:.
【变式02】(1)已知,,,求证:;
(2)证明:.
题●型●巩●固
1.下列说法正确的是( )
A.某人的月收入元不高于元可表示为“”
B.小明的身高为,小华的身高为,则小明比小华矮可表示为“”
C.变量不小于可表示为“”
D.变量不超过可表示为“”
2.某投资方对某项目提出两个投资方案:方案一为一次性投资1000万元;方案二为第一年投资200万元,以后每年投资30万元.下列不等式表示“经过年后,方案一的总投资不多于方案二的总投资”的是( )
A. B.
C. D.
3.在开山工程爆破时,已知导火线燃烧的速度是0.5 cm/s,人跑开的速度为4 m/s,为了使点燃导火线的人能够在爆破时跑到100 m以外的安全区,导火线的长度x(cm)应满足的不等式为( )
A.4×≥100 B.4×≤100
C.4×>100 D.4×<100
4.已知,则“”是“”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
5.已知是非零实数,且是任意实数,则( )
A. B. C. D.
6.下列不等式中成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
7.已知,则下列结论不成立的是( )
A. B. C. D.
8.已知a,b,c,d均为实数,则下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若且,则
9.若,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
10.已知,则( )
A. B.
C. D.
11.已知实数,则下列结论不正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
12.(1)比较与的大小;
(2)已知,求证:.
13.从下列三组式子中选择一组比较大小:
(1)设,,,比较,的大小;
(2)设,均为正实数,,,比较,的大小;
(3)设,,,比较,的大小.
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