内容正文:
2026-2027学年高一数学暑假班预习提升讲义
专题3.1 不等式的基本性质
知识点一、比较大小的常用方法
(1)作差法:①;②;③.
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:任意两个值为正的代数式、,可以作商后比较与1的关系,进一步比较与的大小.
①;②;③.
一般步骤:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④结论.
(3)中间量法:
若且,则(实质是不等式的传递性).一般选择0或1为中间量.
知识点二、不等式的性质
不等式的性质可分为基本性质和运算性质两部分
(1)对称性:
(2)传递性:
(3)可加性:(c∈R)
(4)可乘性:a>b,
(5)可加法则:
(6)可乘法则:
【重要结论】
1.不等式性质:
乘方法则:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
开方法则:a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
2.倒数性质的几个必备结论
(1)a>b,ab>0⇒<.
(2)a<0<b⇒<.
(3)a>b>0,0<c<d⇒>.
(4)0<a<x<b或a<x<b<0⇒<<.
3.两个重要不等式
若a>b>0,m>0,则
(1)<;>(b-m>0).
(2)>;<(b-m>0).
考点一、不等式基本性质
题型一、不等式基本性质辨析
【方法点拨】①直接法:对于说法正确的,要利用不等式的相关性质证明;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.
【例1】证明下面的结论:
(1)如果,,且,那么;
(2)如果,,那么;
(3)如果,,那么;
(4)如果,,,那么.
【答案】见解析.
【解析】(1) , ,则有;
(2) , ,则有;
(3) , , ;
,,;
那么;
(4)由(3)可得,且,那么.
【跟踪训练】
1.
若,则下列说法正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则<
【答案】C
【解析】对于A,若,则,所以A错误,
对于B,若,则,所以B错误,
对于C,因为,所以由不等式的性质可得,所以C正确,
对于D,因为,所以,所以,即,所以D错误,
故选:C
2.下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解析】对于A,若,由可得:,A错误;
对于B,若,则,此时未必成立,B错误;
对于C,当时,,C错误;
对于D,当时,由不等式性质知:,D正确.故选:D.
3.对于任意实数,给定下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【解析】对于A:当时,若则,故A错误;
对于B:若,,,,满足,则,,不成立,故B错误;
对于C:若,则,所以,故C正确;
对于D:若,满足,但是,故D错误;
故选:C
4.
若,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解析】选项A,若,则结论错误,故选项A错误;
选项B,根据糖水不等式可知,,故选项B错误;
选项C,当时,,故选项C错误;
选项D,可知,,故选项D正确.
故选:D
题型二、利用不等式的性质判断命题真假
【方法点拨】判断不等式的常用方法:
(1) 利用不等式的性质逐个验证;
(2) 利用特殊值法排除错误选项;
(3) 作差(商)法;
【例2】若,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,A错,B错;即,C错;
,D正确.故选:D.
【例3】若,则下面有六个结论:①,②,③,④,⑤,⑥中,正确结论的序号是 .
【答案】①④⑥
【解析】因为,则,所以,即,故①正确;
由,不等式两边同时乘时,,对于,两边同乘,可得,故,即,则②错误;
因为,所以,则,所以,即,则③错误;
由,不等式边同时乘,得,故④正确;
由,因为,所以,又因为,所以,即,故⑤错误;
由可得,,故⑥正确;
因此,正确结论的序号是①④⑥.
故答案为:①④⑥.
【跟踪训练】
1.
若、、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】B
【分析】对于A,当时即可判断,对于B,利用作差法即可判断,对于C,取即可判断,对于D,利用作差法即可判断.
【详解】
对于A,当时,,故A错误;
对于B:因为 ,则,所以,,所以,故B正确,
对于C,取,满足,显然不成立,故C错误;
对于D: ,因为,得,又,所以,所以,故D错误.
故选:B
2.
若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】举出反例可得A、B、D错误;借助作差法计算可得C.
【详解】对A:若,,则有,,
此时,故A错误;
对B:若,,则有,,
此时,故B错误;
对C:,
由,故,,,故,
即,故C正确;
对D:若,,则,,
此时,故D错误.
故选:C.
3.(多选)若,那么下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】作差比较大小可以判断AD;作商比较大小可以判断BC.
【详解】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,,故B错误;
对于C,,,所以,因为,所以,所以,故C正确;
对于D,,故D正确.
故选:ACD.
4.(多选)已知,,满足,且,则下列选项一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】,且,可得
对于A,,故,A正确
对于B,,故,B正确
对于C,的符号不确定,无法比较,故C错误
对于D,,故,D正确
故选:ABD
考点二、比较大小
题型三、作差法比较两数(式)的大小
【方法点拨】(1)作差法比较的步骤:作差―→变形―→定号―→结论.
(2)变形的方法:①因式分解;②配方;③通分;④分母或分子有理化;⑤分类讨论.
作差法比较大小的步骤
【例4】已知,,则与的大小关系为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】利用作差法判断大小即可.
【详解】,
因为,,
所以,,
所以,
所以.
故答案为:
【例5】已知0<a,且M,N,则M,N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N C.M=N D.不能确定
【分析】直接利用代数式的运算的应用和数的大小比较的应用求出结果.
【解答】解:由于0<a,所以0<ab<1.即1﹣ab>0.
所以M﹣N0.
所以M>N,
故选:A.
【跟踪训练】
1.如果,那么与的大小关系是 .
【答案】
【分析】直接由作差法即可求解.
【详解】因为,所以.
故答案为:.
2.已知,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【解析】,因为,所以,
又,所以,即.故选:B
3.
若且,试比较大小: (填“”或“”).
【答案】
【分析】根据已知条件,结合作差法,即可求解.
【详解】由题意,
且,
,
则.
故答案为:.
4.若a>b>0,m>0,n>0,则,,,按由小到大的顺序排列为( )
A. B.
C. D.
【分析】利用作差比较法,分别计算它们的差,与0 比较,即可得到结论.
【解答】解:,
∵a>b>0,m>0,n>0,
∴0,
∴,
∵,
∵a>b>0,m>0,n>0,
∴0,
∴0,
∴,
,
∵a>b>0,n>0,
∴0,
∴,
综上可知,,
故选:A.
5.某次全程马拉松比赛中,选手甲前半程以速度a匀速跑,后半程以速度b速跑;选手乙前一半时间以速度a匀速跑,后半时间以速度b匀速跑(注:速度单位m/s),若a≠b,则( )
A.甲先到达终点 B.乙先到达终点
C.甲乙同时到达终点 D.无法确定谁先到达终点
【分析】根据题意,设全程的距离为2s,用s、a、b表示甲、乙的时间,用作差法分析可得答案.
【解答】解:根据题意,设全程的距离为2s,
对于甲,前半程s的时间为,后半程的时间为,则甲的时间t1,
对于乙,前一半时间以速度a匀速跑,后半时间以速度b匀速跑,则有ab2s,
变形可得t2,
则有t1﹣t2[(a+b)2﹣4ab](a﹣b)2,
又由a≠b,则t1﹣t2>0,
故乙先到达终点,
故选:B.
6.已知,试比较与的大小.
【答案】
【分析】利用两个数都大于0,直接利用作商比较其大小即可.
【详解】,
,.
两数作商
,
.
题型四、作商法比较大小
【例6】已知,则与的大小关系为 .
【答案】
【分析】运用做商比较法,由题意可得,与1比较大小.
【详解】∵,又,∴>1,,∴,
即 >1.又,∴ .
故答案为:.
【跟踪训练】
1.设,,则 (填入“>”或“<”).
【答案】
【分析】由均大于0,可用作商法,再化简后与1作大小比较,即可得出答案.
【详解】∵,即.
又,
.
故答案为:>.
2.设,比较与的大小
【答案】
【分析】先判断两个式子的符号,然后利用作商法与1进行比较即可.
【详解】,
,
,
.
考点三、证明不等式
题型五、利用不等式的性质证明不等式
【方法点拨】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,应注意紧扣不等式的性质成立的条件,且不可省略条件或跳步推导,更不能随意构造性质与法则.
【例7】已知,证明:.
【答案】证明见解析
【难度】0.85
【知识点】由不等式的性质证明不等式、由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】应用不等式的性质得,利用同正相乘符号不变,即可证.
【详解】因为,所以,
所以,即,
因为,所以.
【例8】证明下列不等式:
(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)依题意可得,再根据不等式的性质证明;
(2)利用作差法证明即可.
【详解】(1),即,
,则.
(2),
,
,
则,
【跟踪训练】
1.(1)a<b<0,求证:;
(2)已知a>b,,求证:ab>0.
【分析】(1)由a<b<0,可得b2<a2,又ab>0,即可证明结论.
(2)由a>b,,假设ab<0,可得a<0<b,与a>b矛盾,即可证明结论.
【解答】证明:(1)∵a<b<0,∴b2<a2,又ab>0,∴.
(2)∵a>b,,
若ab<0,则a<0<b,与a>b矛盾,舍去.
∴ab>0.
2.(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:
(3)已知,求证:
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【分析】根据不等式的基本性质,逐项推理、运算,即可求解.
【详解】(1)因为,可得,所以,
又因为,可得.
(2)因为,所以,
又因为,所以,可得,
因为,根据不等式的性质,可得,即以.
(3)因为,要证,只需证明,
展开得,即,即,
又因为,所以.
题型六、综合法证明不等式
【例9】如果,比较与的大小并证明.
【答案】,证明见解析
【分析】利用作差法比较大小即可.
【详解】,理由如下:
,
当时等号成立,所以.
【例10】已知,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用作差法可证得结论成立.
【详解】因为,则,,,
所以,故.
【跟踪训练】
1.若,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】作商法证明不等式.
【详解】证明:∵a>b>0,
∴,且.
∴作商得:.
∴.
知识点四、综合提升
题型七、利用不等式的基本性质求代数式的取值范围
【方法点拨】同向不等式具有可加性与可乘性,但是不能相减或相除,应用时,要充分利用所给条件进行适当变形来求范围,注意变形的等价性.
【例11】设2<a<3,﹣4<b<﹣3,求a+b,a﹣b,,ab,的取值范围.
【分析】根据不等式的性质进行运算即可得到结论.
【解答】解:∵2<a<3,﹣4<b<﹣3,
∴3<﹣b<4,,
∴﹣2<a+b<0,
5<a﹣b<7,
∵,
∴1,
即﹣1,
∵6<﹣ab<12,
∴﹣12<ab<﹣6,
∵9<b2<16,,
∴38,
综上:﹣2<a+b<0,5<a﹣b<7,﹣1,﹣12<ab<﹣6,38.
【例12】已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,,解得,
,
,,,
由不等式的性质可得,即,
因此,的取值范围是,故选D.
【跟踪训练】
1.如果,则
(1)的取值范围是 ;(2)的取值范围是 ;
(3)的取值范围是 ;(4)的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据,的范围,结合不等式的性质求出即可.
【详解】由①,②,
得:,,
由②得:③,
由①③得:,
由②得:④,
由①④得:.
故答案为:,,,
2.
设为实数,满足,则的最大值是 .
【答案】32
【分析】由,结合不等式的性质求范围,即可得最大值.
【详解】由题设,则,
所以的最大值是32.
故答案为:32
3.已知,,求的取值范围.
【答案】.
【解析】设,得即
而,
4.(1)已知,,求,取值范围;
(2)已知,,求的取值范围.
【答案】(1),;(2)
【分析】(1)根据不等式的性质,求出和的范围,即可根据性质求得;
(2)令,求出的值,根据不等式的性质即可得到结果.
【详解】(1)因为,由不等式的性质可得,则,
又,故.
又,,故.
综上,
(2)令,即,
则,解得.
则,,所以,即.
综上
题型九、不等式的实际应用
【例13】已知克糖水中含有克糖(),再添加克糖(,假设全部溶解),糖水变甜了,将这一事实表示为一个不等式( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】作差法比较代数式的大小
【分析】糖水变甜,表示糖的浓度变大,即.
【详解】这一事实表示为一个不等式为.
证明:,
又,,
,即,
即.
故选:
【跟踪训练】
1.甲、乙两人沿同一公路由A地到达B地,甲走一半路程后跑步前进,乙走一半时间后也跑步前进,设甲、乙两人走的速度相同,跑的速度也相同,请比较甲、乙两人从A到B的时间、的大小关系.
【答案】
【分析】先表示出,,通过作差法比较它们的大小,进一步可得、的大小关系.
【详解】依题意,设总路程为,乙所花时间为,两人跑的速度和走的速度分别为,,
所以,
所以,
因为,
所以,
由得,乙花费的时间短,
所以.
2.小港、小海两人同时相约两次到同一水果店购买葡萄,小港每次购买50元葡萄,小海每次购买3千克葡萄,若这两次葡萄的单价不同,则( )
A.小港两次购买葡萄的平均价格比小海低 B.小海两次购买葡萄的平均价格比小港低
C.小港与小海两次购买葡萄的平均价格一样 D.丙次购买葡萄的平均价格无法比较
【答案】A
【分析】根据题意计算出两人两次购买葡萄的平均价格,作差比较大小即可.
【详解】设两次葡萄的单价分别为元/千克和元/千克,且,
则小海两次均购买3千克葡萄,平均价格为元/千克,
小港两次均购买50元葡萄,平均价格为元.
因为,
所以小港两次购买葡萄的平均价格比小海低.
故选:A.
3.某大学在校学生中,理科生多于文科生,女生多于男生,则下述关于该大学在校学生的结论中,一定成立的是( )
A.理科男生多于文科女生 B.文科女生多于文科男生
C.理科女生多于文科男生 D.理科女生多于理科男生
【答案】C
【分析】将问题转化为不等式问题,利用不等式性质求解.
【详解】根据已知条件设理科女生有人,理科男生有人,
文科女生有人,文科男生有人;
根据题意可知,,
根据异向不等式可减的性质有,
即有,所以理科女生多于文科男生,C正确.其他选项没有足够证据论证.
故选:C.
一、选择题
1.若,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用不等式的基本性质可判断AD选项,利用特殊值法可判断BC选项.
【详解】因为,,
对于A选项,,A错;
对于B选项,不妨取,,,,则,B错;
对于C选项,取,则,C错;
对于D选项,由题意可知,,由不等式的基本性质可得,D对.
故选:D.
2.已知,,则下列不等式一定成立的是
①;②;③;④
【答案】④
【分析】利用特殊值法可判断①②③错误,由不等式的性质可证明④正确.
【详解】对于①②③,假设,,,,满足,,
,,此时不成立,
,,此时不成立,
,,此时不成立,故①②③错误;
对于④,由,,得,即,故④正确;
故答案为:④.
3.已知a,b是实数,则“”成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用充分不必要条件的定义,结合不等式的性质逐项判断.
【解答过程】对于A,由,得,而不能推出,A是;
对于BC,取,满足,,而,BC不是;
对于D,,D不是.
故选:A.
4.已知a,b均为正实数,若,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据给定条件,作差比较大小.
【解答过程】由a,b均为正实数,,
得
,当且仅当时取等号,
所以.
故选:D.
5.已知实数,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】由作差法结合不等式的性质即可判断.
【详解】不等式,等价于,
因为,所以,显然,得出;
,得或,未必.
故选:A.
6.若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】已知的范围求的最小值,用待定系数法或换元法求解.
【详解】法一:设
故且,所以,故,
由于,则,
所以,
整理得,故最小值为,
此时由,可得;
法二:设,则,所以,
由于,所以,故,
即,故最小值为,同法可得.
故选:B
7.已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】令,得到,求得,得到,即可求解.
【详解】令,联立方程组,解得 ,
则,
因为,可得,
所以,所以,即.
故选:B.
8.两次购买同一种物品,不考虑物品价格的升降,有以下两种方案:甲方案是每次购买这种物品的数量一定;乙方案是每次购买这种物品所花的钱数一定.对于以下两种购物方案的优惠程度的说法正确的是( )
A.甲方案更优惠 B.乙方案更优惠
C.甲乙一样优惠 D.无法确定
【解题思路】设物品价格为,甲方案每次购买物品数量为y,乙方案每次购买物品所花的钱为z,分别计算比较两种方案物品平均价格可得答案.
【解答过程】设物品价格为,甲方案每次购买物品数量为y,乙方案每次购买物品所花的钱为z,其中.
则甲方案购买物品平均价格为: ;乙方案购买物品平均价格为:.
注意到,则乙方案更优惠.
故选:B.
2、 多项选择题
9.下列选项正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,,则
【答案】BC
【分析】对于AD,举例判断,对于BC,利用不等式的性质分析判断.
【详解】对于A,当时,满足,此时,所以A错误,
对于B,因为,,所以,所以B正确,
对于C,因为,所以,即,
因为,所以,所以C正确,
对于D,当,时,满足,,此时,,
则,所以D错误.
故选:BC
10.下列命题中,不正确的是( )
A.如果,那么
B.如果,,那么
C.如果,,那么
D.如果,,,那么
【解题思路】根据不等式性质判断A、B、C;应用作差法判断D.
【解答过程】A:由,则,故,错;
B:由,则,又,故,对;
C:由题设,又,则,错;
D:,
由,,则,又,
所以,即,对.
故选:AC.
11.设x,y为实数,满足,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】对于A,,即,故A正确;
对于B,,则,即,故B错误;
对于C,,即,故C正确;
对于D,由题知,则,故D错误;故选:AC
12已知-1≤a≤3,1≤b≤2,则以下不等关系正确的是( )
A.-1≤ab≤6 B.0≤a+b≤5 C.-2≤a-b≤1 D.(a+1)(b-1)≤4
【答案】BD
解析:对于A,∵a∈[-1,3],b∈[1,2],∴ab∈[-2,6],故A错误;对于B,∵a∈[-1,3],b∈[1,2],∴a+b∈[0,5],故B正确;对于C,∵a∈[-1,3],-b∈[-2,-1],∴a-b∈[-3,2],故C错误;对于D,∵a+1∈[0,4],b-1∈[0,1],∴(a+1)(b-1)∈[0,4],故D正确.
故选BD.
3、 填空题
13.已知,,则下列不等式一定成立的是 ④ .
①;②;③;④
【解题思路】利用特殊值法可判断①②③错误,由不等式的性质可证明④正确.
【解答过程】对于①②③,假设,,,,满足,,
,,此时不成立,
,,此时不成立,
,,此时不成立,故①②③错误;
对于④,由,,得,即,故④正确;
故答案为:④.
14.
设,,则,的大小关系为 .
【答案】
【解析】由结合不等式的性质得出答案.
,则
,即
故答案为:
15.
已知,则 .(填“>”“<”或“=”)
【答案】
【解析】,因为,所以,,所以,,
又因为,,
所以.
故答案为:.
16.已知实数x,y满足-2≤x+2y≤3,-2≤2x-y≤0,则3x-4y的取值范围为______
【答案】[-7,2].
解析:设3x-4y=m(x+2y)+n(2x-y),则所以3x-4y=-(x+2y)+2(2x-y).因为-2≤x+2y≤3,-2≤2x-y≤0,所以-3≤-(x+2y)≤2,-4≤2(2x-y)≤0,所以-7≤3x-4y≤2.
四、解答题
17.求证:
(1)若,且,则;
(2)若,且,同号,,则;
(3)若,且,则.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【解析】(1)证明:因为,所以,
又,故,即;
(2)证明:因为,,所以 ,
因为,同号,所以 ,,
故,即 ,所以;
(3)
证明:因为,所以 ,
又,所以 ,
故.
18.比较下列各题中两个代数式值的大小.
(1)与;
(2)与.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)利用作差法,化简后和0比较,即可判断大小关系.
【详解】(1),
.
(2),
,
,
则,
.
19.为衡量房屋的采光效果,行业一般采用窗地面积比(房间窗洞口面积与该房间地面面积的比值)作为标准,民用住宅的窗地面积比应不小于10%,且不超过50%,而且这个比值越大,采光效果越好.设某住宅的窗洞口面积与地面面积分别为a,b.
(1)若这所住宅的地面面积为100,求这所住宅的窗洞口面积的范围;
(2)若窗洞口面积和地面面积在原来的基础上都增加了x,判断这所住宅的采光效果是否变好了,并说明理由.
【解题思路】(1)依题意得出不等关系,解不等式即可得出结果;
(2)利用作差法计算比较出大小,可得结论.
【解答过程】(1)因为,所以,
解得,
所以这所住宅的窗洞口面积的范围为.
(2)由题意得,,
原来的窗地面积比为,现在的窗地面积比为
则 .
因为,,所以.,
所以,即.
所以窗洞口和地面同时增加了相等的面积,住宅的采光效果变好了.
20.对于四个正数、、、,如果,那么称是的“下位序对”,
(1)对于、、、,试求的“下位序对”;
(2)设、、、均为正数,且是的“下位序对”,试判断,,之间的大小关系.
【解析】(1)由,可得的下位序对为;
(2)因为是的“下位序对”,
所以,
因为、、、均为正数,
故,
所以,
同理,即,
综上所述:.
21.根据要求完成下列问题:
(1)若、、.
①求证:;
②求证:;
③在②中的不等式中,能否找到一个代数式,满足所求式?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
(2)设,求证:成立的充要条件是.
【解析】(1)①∵,且、,
∴,∴;
②∵,∴,
又,∴,
∴,
∴,
∵、,
∴,由(1)知,
∴,
∴;
③∵,,
∴或(只要写出其中一个即可);
(2)①充分性:如果,则有和两种情况,
当时,当时,则、,等式成立,
当时,则、,等式成立,
当时,等式成立,
当时,即、或、,
当、时,、,等式成立,
当、时,、,等式成立,
∴当时,等式成立,
∴当时,成立,
②必要性:若且,则,
即,则,故,
综上所述,是等式成立的充要条件.
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2026-2027学年高一数学暑假班预习提升讲义
专题3.1 不等式的基本性质
知识点一、比较大小的常用方法
(1)作差法:①;②;③.
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:任意两个值为正的代数式、,可以作商后比较与1的关系,进一步比较与的大小.
①;②;③.
一般步骤:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④结论.
(3)中间量法:
若且,则(实质是不等式的传递性).一般选择0或1为中间量.
知识点二、不等式的性质
不等式的性质可分为基本性质和运算性质两部分
(1)对称性:
(2)传递性:
(3)可加性:(c∈R)
(4)可乘性:a>b,
(5)可加法则:
(6)可乘法则:
【重要结论】
1.不等式性质:
乘方法则:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
开方法则:a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
2.倒数性质的几个必备结论
(1)a>b,ab>0⇒<.
(2)a<0<b⇒<.
(3)a>b>0,0<c<d⇒>.
(4)0<a<x<b或a<x<b<0⇒<<.
3.两个重要不等式
若a>b>0,m>0,则
(1)<;>(b-m>0).
(2)>;<(b-m>0).
考点一、不等式基本性质
题型一、不等式基本性质辨析
【方法点拨】①直接法:对于说法正确的,要利用不等式的相关性质证明;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.
【例1】证明下面的结论:
(1)如果,,且,那么;
(2)如果,,那么;
(3)如果,,那么;
(4)如果,,,那么.
【跟踪训练】
1.
若,则下列说法正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则<
2.下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
3.对于任意实数,给定下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
4.
若,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
题型二、利用不等式的性质判断命题真假
【方法点拨】判断不等式的常用方法:
(1) 利用不等式的性质逐个验证;
(2) 利用特殊值法排除错误选项;
(3) 作差(商)法;
【例2】若,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【例3】若,则下面有六个结论:①,②,③,④,⑤,⑥中,正确结论的序号是 .
【跟踪训练】
1.
若、、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
2.
若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
3.(多选)若,那么下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
4.(多选)已知,,满足,且,则下列选项一定成立的是( )
A. B. C. D.
考点二、比较大小
题型三、作差法比较两数(式)的大小
【方法点拨】(1)作差法比较的步骤:作差―→变形―→定号―→结论.
(2)变形的方法:①因式分解;②配方;③通分;④分母或分子有理化;⑤分类讨论.
作差法比较大小的步骤
【例4】已知,,则与的大小关系为 .
【例5】已知0<a,且M,N,则M,N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N C.M=N D.不能确定
【跟踪训练】
1.如果,那么与的大小关系是 .
2.已知,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.无法确定
3.
若且,试比较大小: (填“”或“”).
4.若a>b>0,m>0,n>0,则,,,按由小到大的顺序排列为( )
A. B.
C. D.
5.某次全程马拉松比赛中,选手甲前半程以速度a匀速跑,后半程以速度b速跑;选手乙前一半时间以速度a匀速跑,后半时间以速度b匀速跑(注:速度单位m/s),若a≠b,则( )
A.甲先到达终点 B.乙先到达终点
C.甲乙同时到达终点 D.无法确定谁先到达终点
6.已知,试比较与的大小.
题型四、作商法比较大小
【例6】已知,则与的大小关系为 .
【跟踪训练】
1.设,,则 (填入“>”或“<”).
2.设,比较与的大小
考点三、证明不等式
题型五、利用不等式的性质证明不等式
【方法点拨】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,应注意紧扣不等式的性质成立的条件,且不可省略条件或跳步推导,更不能随意构造性质与法则.
【例7】已知,证明:.
【例8】证明下列不等式:
(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:.
【跟踪训练】
1.(1)a<b<0,求证:;
(2)已知a>b,,求证:ab>0.
2.(1)已知,求证:;
(2)已知,求证:
(3)已知,求证:
题型六、综合法证明不等式
【例9】如果,比较与的大小并证明.
【例10】已知,求证:.
【跟踪训练】
1.若,求证:.
知识点四、综合提升
题型七、利用不等式的基本性质求代数式的取值范围
【方法点拨】同向不等式具有可加性与可乘性,但是不能相减或相除,应用时,要充分利用所给条件进行适当变形来求范围,注意变形的等价性.
【例11】设2<a<3,﹣4<b<﹣3,求a+b,a﹣b,,ab,的取值范围.
【例12】已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.如果,则
(1)的取值范围是 ;(2)的取值范围是 ;
(3)的取值范围是 ;(4)的取值范围是 .
2.
设为实数,满足,则的最大值是 .
3.已知,,求的取值范围.
4.(1)已知,,求,取值范围;
(2)已知,,求的取值范围.
题型八、不等式的实际应用
【例13】已知克糖水中含有克糖(),再添加克糖(,假设全部溶解),糖水变甜了,将这一事实表示为一个不等式( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练】
1.甲、乙两人沿同一公路由A地到达B地,甲走一半路程后跑步前进,乙走一半时间后也跑步前进,设甲、乙两人走的速度相同,跑的速度也相同,请比较甲、乙两人从A到B的时间、的大小关系.
2.小港、小海两人同时相约两次到同一水果店购买葡萄,小港每次购买50元葡萄,小海每次购买3千克葡萄,若这两次葡萄的单价不同,则( )
A.小港两次购买葡萄的平均价格比小海低 B.小海两次购买葡萄的平均价格比小港低
C.小港与小海两次购买葡萄的平均价格一样 D.丙次购买葡萄的平均价格无法比较
3.某大学在校学生中,理科生多于文科生,女生多于男生,则下述关于该大学在校学生的结论中,一定成立的是( )
A.理科男生多于文科女生 B.文科女生多于文科男生
C.理科女生多于文科男生 D.理科女生多于理科男生
一、选择题
1.若,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
2.已知,,则下列不等式一定成立的是
①;②;③;④
3.已知a,b是实数,则“”成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
4.已知a,b均为正实数,若,则( )
A. B. C. D.
5.已知实数,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
6.若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.两次购买同一种物品,不考虑物品价格的升降,有以下两种方案:甲方案是每次购买这种物品的数量一定;乙方案是每次购买这种物品所花的钱数一定.对于以下两种购物方案的优惠程度的说法正确的是( )
A.甲方案更优惠 B.乙方案更优惠
C.甲乙一样优惠 D.无法确定
2、 多项选择题
9.下列选项正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,,则
10.下列命题中,不正确的是( )
A.如果,那么
B.如果,,那么
C.如果,,那么
D.如果,,,那么
11.设x,y为实数,满足,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
12已知-1≤a≤3,1≤b≤2,则以下不等关系正确的是( )
A.-1≤ab≤6 B.0≤a+b≤5 C.-2≤a-b≤1 D.(a+1)(b-1)≤4
3、 填空题
13.已知,,则下列不等式一定成立的是 .
①;②;③;④
14.
设,,则,的大小关系为 .
15.
已知,则 .(填“>”“<”或“=”)
16.已知实数x,y满足-2≤x+2y≤3,-2≤2x-y≤0,则3x-4y的取值范围为______
四、解答题
17.求证:
(1)若,且,则;
(2)若,且,同号,,则;
(3)若,且,则.
18.比较下列各题中两个代数式值的大小.
(1)与;
(2)与.
19.为衡量房屋的采光效果,行业一般采用窗地面积比(房间窗洞口面积与该房间地面面积的比值)作为标准,民用住宅的窗地面积比应不小于10%,且不超过50%,而且这个比值越大,采光效果越好.设某住宅的窗洞口面积与地面面积分别为a,b.
(1)若这所住宅的地面面积为100,求这所住宅的窗洞口面积的范围;
(2)若窗洞口面积和地面面积在原来的基础上都增加了x,判断这所住宅的采光效果是否变好了,并说明理由.
20.对于四个正数、、、,如果,那么称是的“下位序对”,
(1)对于、、、,试求的“下位序对”;
(2)设、、、均为正数,且是的“下位序对”,试判断,,之间的大小关系.
21.根据要求完成下列问题:
(1)若、、.
①求证:;
②求证:;
③在②中的不等式中,能否找到一个代数式,满足所求式?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
(2)设,求证:成立的充要条件是.
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