内容正文:
§1.3 等式性质与不等式性质
★[考试要求]
1.掌握等式性质.2.会比较两个数的大小.3.理解不等式的性质,并能简单应用.
1.两个实数比较大小的方法
作差法 (a,b∈R)
2.等式的性质
性质1 对称性:如果a=b,那么 b=a ;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么 a=c ;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的性质
性质1 对称性:a>b⇔ b<a ;
性质2 传递性:a>b,b>c⇒ a>c ;
性质3 可加性:a>b⇔a+c>b+c;
性质4 可乘性:a>b,c>0⇒ ac>bc ,a>b,c<0⇒ ac<bc ;
性质5 同向可加性:a>b,c>d⇒ a+c>b+d ;
性质6 同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒
ac>bd>0 ;
性质7 同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
1.倒数性质
若ab>0,则a>b⇒<;
若ab<0,则a>b⇒>.
2.分数性质
若a>b>0,m>0,则
(1)真分数性质:<;>(b-m>0);
(2)假分数性质:>;<(b-m>0).
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)两个实数a,b之间,有且只有a>b,a=b,a<b三种关系中的一种.(√)
(2)若>1,则a>b.(×)
(3)同向不等式具有可加性和可乘性.(×)
(4)两个数的比值大于1,则分子不一定大于分母.(√)
2.设a∈R,下列各式成立的是( )
A.a2≥2a+1 B.a2>2a-1
C.4a2-a≥3a-1 D.a2-3a>a-4
解析:C [A.a2-(2a+1)=a2-2a-1=(a-1)2-2,无法判断;B.a2-(2a-1)=(a-1)2≥0,不成立;C.4a2-a-(3a-1)=(2a-1)2≥0,成立;D.a2-3a-(a-4)=a2-4a+4=(a-2)2≥0,不成立.]
3.[多选]设a,b,c,d∈R且a>b,c>d,则下列命题不正确的是( )
A.ac>bd B.a-c>b-d
C.a+c>b+d D.>
解析:ABD [根据a>b,c>d,不妨设a=1,b=0,c=-1,d=-2,则ac=-1<bd=0,A不正确;同理=-<=0,D不正确;因为c>d,由不等式的性质得-c<-d,根据不等式的同向可加性得B不正确,C正确.]
4.若实数a,b满足0<a<2,0<b<1,则a-b的取值范围是________.
解析:∵0<b<1,∴-1<-b<0,
∵0<a<2,∴-1<a-b<2.
答案:(-1,2)
比较两个数(式)的大小
[例1] (1)[多选]下列不等式中正确的是( )
A.x2-2x>-3(x∈R)
B.a3+b3≥a2b+ab2(a,b∈R)
C.a2+b2>2(a-b-1)
D.<(b>a>0,m>0)
[解析] 对选项A,∵x2-2x+3=(x-1)2+2≥2>0,∴x2-2x>-3,故A正确;
对选项B,a3+b3-a2b-ab2=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)(a2-b2)=(a-b)2(a+b).
∵(a-b)2≥0,a+b的符号不定,所以a3+b3与a2b+ab2的大小不定,故B错误;
对选项C,a2+b2-2a+2b+2=(a-1)2+(b+1)2≥0,∴a2+b2≥2(a-b-1),故C错误;
对选项D,用作差比较:-=,
∵b>a>0,m>0,∴>0,∴<,故D正确.
[答案] AD
(2)若实数m,n,p满足m=,n=,p=,则( )
A.p<m<n B.p<n<m
C.m<p<n D.n<p<m
[解析] 因为实数m,n,p满足m=,n=,p=,
则m>0,n>0,p>0,
所以==·<1,
所以m<n;
又==·>1,所以m>p.
所以p<m<n.
[答案] A
比较大小的常用方法
(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④得出结论.
(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④得出结论.
(3)构造函数,利用函数的单调性比较大小.
1.已知P=a2+b2++c2,Q=2a+2b,则( )
A.P≤Q B.P=Q
C.P≥Q D.P,Q的大小无法确定
解析:C [P-Q=(a2+b2++c2)-(2a+2b)=(a-1)2+(b-1)2+2≥0,
故P-Q≥0,所以P≥Q.]
2.若a=,b=,则a与b的大小关系是________.(用“>”连接)
解析:方法一(作商法):因为a=>0,b=>0,
所以=×===log89>1,所以a>b.
方法二(作差法):a-b=-=(2ln 3-3ln 2)=(ln 9-ln 8)>0,即a>b.
答案:a>b
不等式的基本性质
[例2] (1)已知a<b<0,c<d<0,则下列不等式错误的是( )
A.a+c<b+d B.ac>bd
C.> D.a2>ab>b2
[解析] 因为a<b<0,c<d<0,所以a+c<b+d,故选项A正确;因为-a>-b>0,-c>-d>0,所以ac>bd,故选项B正确;因为-c>-d>0,->0,所以<,故选项C错误;因为-a>-b>0,所以a2>ab,ab>b2,所以a2>ab>b2,故选项D正确.
[答案] C
(2)[多选]已知a>b>0,则下列不等式正确的是( )
A.a2>ab B.>
C.a+b+ln(ab)>2 D.a->b-
[解析] 对A,因为a>b>0,故a2>ab,故A正确;
对B,∵a>b>0,∴1+<1+,即0<<,∴>,B正确;
对C,令a=1,b=,a+b+ln(ab)=1++ln=<2,C错误;
对D,易得y=x-(x>0)为增函数,且a>b>0,故a->b-,故D正确.
[答案] ABD
解决此类题目常用的三种方法:
(1)直接利用不等式的性质逐个验证,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件;
(2)利用特殊值法排除错误答案;
(3)利用函数的单调性,当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等函数的单调性来比较.
1.如果a,b,c,d∈R,则正确的是( )
A.若a>b,则<
B.若a>b,则ac2>bc2
C.若a>b,c<d,则a-c>b-d
D.若a>b,c>d,则ac>bd
解析:C [因为a,b,c,d∈R,所以
对于A,不妨令a=1,b=-1,则有a>b,但=2>-2=,故A错误;对于B,令c=0,则虽有a>b,但ac2=bc2=0,故B错误;对于C,因为c<d,所以-c>-d,
又a>b,所以两式相加得a-c>b-d,故C正确;
对于D,不妨令a=c=1,b=d=-1,则有a>b,c>d,但ac=bd=1,故D错误.]
2.[多选]若a>b>0,c>d>0,则( )
A.>
B.a(a+c)>b(b+d)
C.<
D.<
解析:BCD [对于A,取a=4,b=2,c=2,d=1,则==2,A错误;对B,由a>b>0,c>d>0,则a+c>b+d,
则有a(a+c)>b(b+d),故B正确;
对C,由a>b>0,c>d>0,则ac>bd,
且<等价于<,
等价于>,等价于ac>bd,即C正确;
对D,由a>b>0,c>d>0,则==1+,
==1+,即<等价于<,
由d-c<0,即等价于>,等价于a+c>b+c,即a>b,故D正确.]
不等式性质的综合应用
[例3] (1)[多选]下列说法中正确的是( )
A.若c>0,ac>bc,则a>b
B.若-2<a<4,1<b<3,则-8<a-2b<2
C.若a>b>0,m<0,则<
D.若-2<a+b<4,1<b-2a<3,则-9<a-2b<0
[解析] 对于A,因为ac>bc,不等式两边同除以c(c>0),可得a>b,故A正确;
对于B,因为1<b<3,所以-6<-2b<-2,又-2<a<4,所以-8<a-2b<2,故B正确;
对于C,因为a>b>0,所以0<<,又m<0,所以>,故C不正确;
对于D,令a-2b=x(a+b)+y(b-2a)=(x-2y)a+(x+y)b,
则,解得,所以a-2b=-(a+b)-(b-2a),
因为-2<a+b<4,所以-4<-(a+b)<2,
因为1<b-2a<3,所以-3<-(b-2a)<-1,
所以-7<a-2b<1,故D不正确.
[答案] AB
(2)A,B,C,D四名学生的年龄关系如下:A,C的年龄之和与B,D的年龄之和相同,C,D的年龄之和大于A,B的年龄之和,B的年龄大于A,D的年龄之和,则A,B,C,D的年龄关系是( )
A.B>C>A>D B.B>C>D>A
C.C>B>A>D D.C>B>D>A
[解析] 为简便起见,复用A,B,C,D表示A,B,C,D四个同学的年龄,则A>0,B>0,C>0,D>0.
则:A+C=B+D①,C+D>A+B②,B>A+D③.
①+②得C>B,①+③得C>2D,②+③得C>2A,由于A>0,D>0,故由③得B>A,B>D,
由①得C-B=D-A,∵C>B,∴C-B>0,∴D-A>0,∴D>A.
综上C>B>D>A.
[答案] D
利用不等式的性质求代数式的取值范围时应注意:
(1)必须严格运用不等式的性质;
(2)在多次运用不等式的性质时有可能扩大变量的取值范围,解决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,然后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.
1.[多选]已知2<x<3,2<y<3,则( )
A.6<2x+y<9 B.2<2x-y<3
C.-1<x-y<1 D.4<xy<9
解析:ACD [由已知得,4<2x<6,-2>-y>-3,
对于A,由4<2x<6和2<y<3,得到6<2x+y<9,A正确;对于B,由4<2x<6和-3<-y<-2,得到1<2x-y<4,故B错误;对于C,由2<x<3,-3<-y<-2,得到-1<x-y<1,C正确;对于D,由2<x<3,2<y<3,得到4<xy<9,D正确.]
2.手机屏幕面积与整机面积的比值叫手机的“屏占比”,它是手机外观设计中一个重要参数,其值通常在(0,1)之间.设计师将某手机的屏幕面积和整机面积同时增加相同的数量,升级为一款新的手机外观,则该手机“屏占比”和升级前比有什么变化( )
A.“屏占比”不变 B.“屏占比”变小
C.“屏占比”变大 D.变化不确定
解析:C [设原来手机屏幕面积为b,整机面积为a,则屏占比为(a>b),设手机的屏幕面积和整机面积同时增加相同的数量为m(m>0),升级后屏占比为,∵a>b,∴-==>0,即该手机“屏占比”和升级前比变大.]
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