内容正文:
第1章 集合、常用逻辑用语与不等式
第3讲 等式与不等式的性质
2027届高考一轮复习
数学
1
【课标要求】
1.理解等式和不等式的共性与差异.
2.理解不等式的概念.
3.掌握不等式的性质.
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高三数学
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【知识要点】
1.不等式的定义
用不等号“ , , , , ”将两个数学表达式连接起来,所得的式子叫做不等式.
2.实数大小顺序与运算性质之间的关系
______;; ______.
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3.不等式的基本性质
(1)反对称性:a>b⇔ ;
(2)传递性:a>b,b>c⇒ ;
(3)可加性:a>b⇔ ;a>b,c>d⇒ ;
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ ;a>b,c<0⇒ ;a>b>0,c>d>0⇒ ;
(5)乘方性质:a>b>0⇒ (n≥2,n∈N*);
(6)开方性质:a>b>0⇒ (n≥2,n∈N*).
b<a
a>c
a+c>b+c
a+c>b+d
ac>bc
ac<bc
ac>bd
an>bn
>
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4.不等式的一些常用性质
(1)倒数的性质
①a>b,ab>0⇒ ;
②a<0<b⇒ ;
③a>b>0,0<c<d⇒ ;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒ .
<
<
>
<
<
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(2)有关分数的性质
若, ,则
①; ;
②; .
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【基础检测】
概念辨析
1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)a=b⇔ac=bc.( )
(2)若a>b,则a2c>b2c.( )
(3) 若x>y,则x2>y2.( )
(4) 若>,则b<a.( )
(5) 若a>b>c,则(a-b)c>(b-a)c.( )
×
×
×
×
×
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教材改编
2.[必修1p42T3]设M=(x-1)(x-5),N=(x-3)2,则M与N的大小关系是( )
A.M<N B.M>N C.M=N D.不能确定
A
[解析] 因为M-N=(x-1)(x-5)-(x-3)2=(x2-6x+5)-(x2-6x+9)=-4<0,
所以M<N.故选A.
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3.[必修1p42T2]设a,b,c,d∈R,a>b,c<d,则下列不等式中一定成立的是( )
A.a+c>b+d B.a-c>b-d C.ac>bd D.>
B
[解析] 令a=1,b=-1,d=1,c=-1,
满足a>b,c<d,但a+c=b+d,ac=bd,=,故A,C,D错误;
对于B,因为a>b,c<d,所以由不等式的可加性,
可得a+d>b+c,所以a-c>b-d,故B正确.
故选B.
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4.[必修1p42习题2.1T3(4)]设M=x2+y2+1,N=2(x+y-1),则M与N的大小关系为 .
M>N
[解析] M-N=x2+y2+1-2x-2y+2=(x-1)2+(y-1)2+1>0.
故M>N.
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5.[必修1p42T5]已知-1<a<2,-3<b<5,则a+2b的取值范围是 .
(-7,12)
[解析] ∵-3<b<5,∴-6<2b<10,
又-1<a<2,∴-7<a+2b<12.
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考点1 比较两个数(式)的大小
例1 (1)已知a,b,c,d为实数,则(ac+bd)2与(a2+b2)(c2+d2)的大小关系是 .
(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2)
[解析] 因为a,b,c,d为实数,
(ac+bd)2-(a2+b2)(c2+d2)
=(a2c2+2acbd+b2d2)-(a2c2+a2d2+b2c2+b2d2)
=2acbd-a2d2-b2c2=-(ad-bc)2≤0显然成立,
所以(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2).
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[小结](1)作差法:一般步骤:①作差;②变形;③定号;④结论.其中关键是变形,常采用配方、因式分解、有理化等方法把差式变成积式或者完全平方式.当两个式子都为正数时,有时也可以先平方再作差.
(2)作商法:一般步骤:①作商;②变形;③判断商与1的大小;④结论.
(3)函数的单调性法:将要比较的两个数作为一个函数的两个函数值,根据函数的单调性得出大小关系.
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1.已知a>b>c>0,则下列不等式一定成立的是( )
A.> B.a-b>b-c C.> D.>
C
[解析] A选项,因为a>b>0,所以b-a<0,
故-=<0,<,故A错误;
B选项,设a=3,b=2,c=1,则a-b=b-c,故B错误;
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C选项,-==,
因为a>b>c>0,所以a-b>0,a-c>0,b-c>0,故>0,
所以>,故C正确;
D选项,-==,
因为a>b>c>0,所以b-a<0,a+c>0,
故-=<0,<,故D错误.故选C.
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2.已知a=ln(e),b=,c=+1,则a,b,c的大小关系为( )
A.c>a>b B.b>a>c C.a>b>c D.b>c>a
B
[解析] 设f(x)=,则f'(x)=,
当0<x<e时,f'(x)>0,f(x)在(0,e)上递增;
当x>e时,f'(x)<0,f(x)在(e,+∞)上递减,
故f(x)max=f(e)=.
则>>,故b>a>c.
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考点2 不等式的性质
例2 (1)(多选)设a,b,c,d∈R,则( )
A.若a>b,则a3>b3
B.若-a>-b>0,则a2>b2
C.若a>b,c>d,则ac>bd
D.若a>b>0,m>0,则>
AB
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[解析] 对于A,a>b,则a3>b3,故A正确;
对于B,由-a>-b>0,则a2>b2,故B正确;
对于C,取a=1,b=0,c=-2,d=-3,
满足a>b,c>d,而ac=-2<0=bd,故C错误;
对于D,由a>b>0,m>0,得-=,
因为a-m与0的大小关系不确定,故D错误.
故选AB.
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(2)(多选)已知a>b>0>c,则( )
A.< B.> C.> D.a+>b+
AC
[解析] 对于A,由a>b>0>c,得-==<0,则<,故A正确;
对于B,取a=2,b=1,c=-3,满足a>b>0>c,而=-1<-=,故B错误;
对于C,由a>b>0>c,得a-c>b-c>0,
则>>0,因此>,故C正确;
对于D,取a=2,b=1,c=-3,满足a>b>0>c,而a+=-1<-=b+,故D错误.
故选AC.
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[小结]不等式性质应用问题的三大常见类型及解题策略
(1)利用不等式性质比较大小.熟记不等式性质的条件和结论是基础,灵活运用是关键,要注意不等式性质成立的前提条件.
(2)与充要条件相结合问题.用不等式的性质分别判断p⇒q和q⇒p是否正确,要注意特殊值法的应用.
(3)与命题真假判断相结合问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.
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3.若a<b<0,则下列不等式错误的是( )
A.|a|>|b| B.a2>ab C.> D.>
D
[解析] 由a<b<0,得|a|>|b|,A成立;
因为a<b<0,所以a2>ab,B成立;
因为a<b<0,所以>,C成立;
当a=-2,b=-1时,=-1,=-<,D错误.
故选D.
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4.(多选)若a>b>0,那么下列不等式一定成立的是( )
A.> B.< C.a>>b D.a+>b+
ACD
[解析] 对于A,因为a>b>0,所以-==>0,故A正确;
对于B,>1>>0,故B错误;
对于C,a>b>0,=>1,所以a>,
因为=>1,所以>b,所以a>>b,故C正确;
对于D,a+-b-=(a-b)>0,故D正确.故选ACD.
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5.(多选)下列命题中,正确的有( )
A.若a>b>0,则ac2>bc2
B.若a<b<0,则a2>ab>b2
C.若a>b>0且c>0,则>
D.若a<b<0且c<0,则>
BC
[解析] 若a>b>0,当c=0时,则ac2>bc2不成立,故A错误;
若a<b<0,则a2>ab,ab>b2,∴a2>ab>b2,故B正确;
若a>b>0且c>0,则a-b>0,则-==>0,故C正确;
若a<b<0且c<0,则0>>,故<,故D错误,故选BC.
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考点3 不等式性质的综合应用
例3 (1)已知实数a,b满足-6<a+2b<-3,5<a-b<7,则3a+2b的取值范围为 .
[解析] 设3a+2b=m(a+2b)+n(a-b),解得m=,n=,
因为-6<a+2b<-3,所以-10<(a+2b)<-5,
因为5<a-b<7,所以<(a-b)<,
所以-<3a+2b<.
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(2)(2024·浙江·模拟预测)已知正数a,b,c满足a2+c2=16,b2+c2=25,则k=a2+b2的取值范围为 .
9<k<41
[解析] ∵正数a,b,c满足a2+c2=16,b2+c2=25,
∴c2=16-a2,a2>0.所以0<c2<16.
同理:有c2=25-b2,得到0<c2<25,∴0<c2<16.
两式相加:a2+b2+2c2=41即a2+b2=41-2c2.
又∵-16<-c2<0,即-32<-2c2<0.
∴9<41-2c2<41,即9<k<41.
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[小结]1.判断不等式是否成立的方法
(1)判断不等式是否成立,需要逐一给出推理判断或反例说明.
(2)在判断一个关于不等式的命题的真假时,可结合不等式的性质,对数函数、指数函数的性质进行判断.
2.利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围,解决的途径是先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,最后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.
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6.(多选)(2025·江苏·模拟预测)已知b g糖水中含有a g糖(b>a>0),若再添加m g糖完全溶解在其中,则糖水变得更甜了(即糖水中含糖浓度变大),根据这个事实,下列不等式中一定成立的有( )
A.<
B.<
C.(a+2m)(b+m)<(a+m)(b+2m)
D.<
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[解析] 对于A,由题意可知<,故A正确;
对于B,因为m<2m,所以<=,故B正确;
对于C,<=,
即(a+m)(b+2m)<(a+2m)(b+m),故C错误;
对于D,<==<,故D正确.故选ABD.
[答案] ABD
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7.记max{x1,x2,x3}表示x1,x2,x3这3个数中最大的数.已知a,b,c都是正实数,M=max,则M的最小值为( )
A. B. C.3 D.3
A
[解析] 因为M=max,所以a≤M,≤M,
所以++≤M,所以≤M,即M≥,
当且仅当a==时取等号,
所以M的最小值为.
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$