内容正文:
第3节 不等式
第1课时 不等式的性质
★[课程标准]
1.了解现实世界和日常生活中的不等关系.2.了解不等式(组)的实际背景.3.掌握不等式的性质及应用.
1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
2.不等式的性质
性质
性质内容
注意
性质1
如果a>b且b>c,那么a>c
⇒
性质2
如果a>b,那么a+c>b+c
⇔
性质3
如果a>b,c>0那么ac>bc;
如果a>b,c<0那么ac<bc
c的符号
性质4
如果a>b,c>d,那么a+c>b+d
⇒
性质5
如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd
如果a>b>0,c<d<0,那么ac<bd
⇒
性质6
当a>b>0时,>(n∈N+,n≥2)
a,b同为正数
不等式的一些常用性质
1.倒数性质的几个必备结论
(1)a>b,ab>0⇒<;(2)a<0<b⇒<.
2.两个重要不等式
若a>b>0,m>0,则
(1)<;>(b-m>0);
(2)>;<(b-m>0).
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)一个不等式的两边同加上或同乘以同一个数,不等号方向不变.( )
(2)一个非零实数越大,则其倒数就越小.( )
(3)同向不等式具有可加和可乘性.( )
(4)a>b>0,c>d>0⇒>.( )
(5)若ab>0,则a>b⇔<.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
◆[小题查验]
1.设M=x2,N=-x-1,则M与N的大小关系是( )
A.M >N B.M=N
C.M<N D.与x有关
解析:A [M-N=x2+x+1=2+>0,所以M>N.]
2.若a,b都是实数,则“->0”是“a2-b2>0”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
解析:A [->0⇒a>b≥0⇒a2>b2⇒a2-b2>0,反之不成立,∴“->0”是“a2-b2>0”的充分不必要条件.]
3.(多选)对于实数 a,b,c,下列命题是真命题的为( )
A.若a>b,则<
B.若a>b,则ac2≥bc2
C.若a>0>b,则a2<-ab
D.若c>a>b>0,则>
解析:BD [根据a>b,取a=1,b=-1,则<不成立,故A错误;∵a>b,∴由不等式的基本性质知 ac2≥bc2成立,故B正确;由a>0>b,取a=1,b=-1,则a2<-ab不成立,故C错误;∵c>a>b>0,∴(a-b)c>0,∴ac-ab>bc-ab,即a(c-b)>b(c-a),∵c-a>0,c-b>0,∴>,故D正确.]
4.(BSD必修第一册P26练习T5改编)已知a,b,c∈R,且a>b,则下列不等式中成立的是( )
A.ac>bc B.<
C.a2>b2 D.a+c>b+c
解析:D [当c≤0时,不等式ac>bc不成立,故A不正确;当a>0,b<0时,不等式<不成立,故B不正确;当a=-1,b=-2时,不等式a2>b2不成立,故C不正确;由不等式的性质知,选项D正确.]
5.(忽视不等式的性质致误)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
[典例] (1)若0<b<a<,x=a+beb,y=b+aea,z=b+aeb,则( )
A.x<z<y B.z<x<y
C.z<y<x D.y<z<x
[解析] ∵x=a+beb,y=b+aea,z=b+aeb,
∴y-z=a(ea-eb),
又a>b>0,e>1,∴ea>eb,∴y>z,
z-x=(b-a)+(a-b)eb=(a-b)(eb-1),又a>b>0,eb>1∴z>x,
综上,x<z<y.
[答案] A
(2)已知M=,N=,则M,N的大小关系为________.
[解析] 法一:M-N=-
=
==>0,
∴M>N.
法二:令f(x)===+,显然f(x)是R上的减函数,
∴f(2 023)>f(2 024),即M>N.
[答案] M>N
比较两个数大小的常用方法
(1)作差法:其基本步骤为:作差、变形、判断符号、得出结论,用作差法比较大小的关键是判断差的正负,常采用配方、因式分解、分子(分母)有理化等变形方法.
(2)作商法:即判断商与1的关系,得出结论,要特别注意当商与1的大小确定后必须对商式分子分母的正负做出判断,这是用作商法比较大小时最容易漏掉的关键步骤.
(3)特值验证法:对于一些小题目,有的给出取值范围,可采用特值验证法比较大小.
(4)构造函数法:若几个量形式相同,可构造函数,使得几个量可能视为该函数的出数值,则只需判断函数的单调性即可比较大小.
1.希罗平均数(Heronianmean)是两个非负实数的一种平均,若a,b是两个非负实数,则它们的希罗平均数H=.记A=,G=,则A,G,H从小到大的关系为________.(用“≤”连接)
解析:由基本不等式可知,G≤A,当且仅当a=b时等号成立;因为H-G=-
==≥0,当且仅当=,即a=b时等号成立,所以H≥G;因为H-A=-==-≤0,当且仅当=,即a=b时等号成立,所以H≤A.综上所述,G≤H≤A,当且仅当a=b时等号成立.
答案:G≤H≤A
2.若a=,b=,比较a与b的大小.
解:因为a=>0,b=>0,所以=·===log89>1,
所以a>b.
不等式的性质
1.已知x,y是正实数,则下列式子中能使x>y恒成立的是( )
A.x+>y+ B.x+>y+
C.x->y- D.x->y-
解析:B [对于A,取x=y,该不等式成立,但不满足x>y;对于C,该不等式等价于x+>y+,取x→0,y=1,该不等式成立,但不满足x>y;对于D,该不等式等价于x+>y+,取x→0,y=1,该不等式成立,但不满足x>y;下面证明B:
法一:不等式等价于x->y-,而x->y->y-.函数f(x)=x-在(0,+∞)上单增,故x>y.
法二:若x≤y,则<,故x+<y+,矛盾,故x>y.]
2.已知a,b,c∈R,则下列命题为假命题的是( )
A.若a>b,则a+c>b+c
B.若a>b>0,则a0.4>b0.4
C.若a>b,则a+c<b+c
D.若a>b>0,c>0,则>
解析:D [对于A,因为a>b,所以a+c>b+c,故A结论正确;对于B,当a>b>0时,因为幂函数y=x0.4在(0,+∞)上单调递增,所以a0.4>b0.4,故B结论正确;对于C,因为a>b,所以a+c>b+c,而函数y=x为减函数,所以a+c<b+c,故C结论正确;对于D,-==,因为a>b>0,c>0,所以c(b-a)<0,a(a+c)>0,所以-=<0,所以<,故D结论错误.]
3.(多选)已知a,b,c均为非零实数,且a>b>c,则下列不等式中,一定成立的是( )
A.ac>bc B.ac2>bc2
C.(a-b)c<(a-c)c D.ln <0
解析:BD [对于A,取特殊值a=2,b=1,c=-1,满足a>b>c,但ac<bc,故A不正确;对于B,因为a,b,c均为非零实数,且a>b>c,所以c2>0,所以ac2>bc2,故B正确;对于C,取特殊值a=3,b=2,c=-1,满足非零实数a>b>c,此时(a-b)c=(3-2)-1=1,(a-c)c=(3-1)-1=2-1=,但(a-b)c>(a-c)c,故C不正确;对于D,因为a,b,c均为非零实数,且a>b>c,所以-b<-c,a-c>0,a-b>0,所以0<a-b<a-c,0<<1,所以ln <ln 1,即ln <0,故D正确.]
(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.常用的推理判断需要利用不等式的性质.
(2)在判断一个关于不等式的命题真假时,先把要判断的命题和不等式性质联系起来考虑,找到与命题相近的性质,并应用性质判断命题真假,当然判断的同时还要用到其他知识,比如对数函数,指数函数的性质等.
不等式性质的综合应用
[典例] (1)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
[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.
[答案] A
(2)已知f(x)=ax+,若-3≤f(1)≤0,3≤f(2)≤6,求f(3)的取值范围.
[解] 由题意,得
解得a=[2f(2)-f(1)],b=[2f(1)-f(2)],因此,f(3)=3a+=f(2)-f(1),把f(1)和f(2)的取值范围代入,得≤f(3)≤.
∴f(3)的取值范围是.
[互动探究]
若将本例(2)中条件改为设a>0,b>0,a≤2b≤2a+b,则的取值范围为________.
解析:根据a>0,b>0,由解得≤≤2,
=,令=t∈,则t+∈,所以∈.
答案:
利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,但应注意两点: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.
1.(多选)已知实数x,y满足-3<x+2y<2,-1<2x-y<4,则( )
A.x的取值范围为(-1,2)
B.y的取值范围为(-2,1)
C.x+y的取值范围为(-3,3)
D.x-y的取值范围为(-1,3)
解析:ABD [因为-1<2x-y<4,所以-2<4x-2y<8.因为-3<x+2y<2,所以-5<5x<10,则-1<x<2,故A正确;因为-3<x+2y<2,所以-6<2x+4y<4.因为-1<2x-y<4,所以-4<-2x+y<1,所以-10<5y<5,所以-2<y<1,故B正确;因为-3<x+2y<2,-1<2x-y<4,所以-<(x+2y)<,-<(2x-y)<,则-2<x+y<2,故C错误;因为-3<x+2y<2,-1<2x-y<4,所以-<-(x+2y)<,-<(2x-y)<,则-1<x-y<3,故D正确.]
2.设实数a,b,c满足a2+b2≤c≤1,则a+b+c的最小值为( )
A.-1 B.-
C.- D.-1
解析:B [由a2+b2≤c≤1,可得:
a+b+c≥a+b+a2+b2
=2+2-≥-,当a=b=
-时取等号,所以a+b+c的最小值为-.]
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