摘要:
**基本信息**
以思维导图、知识清单、易错点总结构建不等式专项体系,融合作差作商比较法、基本不等式“一正二定三相等”等方法,突出概念生成-性质推导-应用拓展逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|不等式性质|3知识点+1典例+4训练|作差法/作商法比较大小;性质应用条件分析|从不等关系概念到性质推导,建立与等式性质的关联|
|基本不等式|2知识点+1典例+4训练|直接/配凑/常数代换/消元法求最值;“一正二定三相等”条件|由重要不等式推导基本不等式,构建最值求解模型|
|一元二次不等式|5知识点+1典例+4训练|三个“二次”关系应用;含参不等式分类讨论;分式/高次不等式转化|从函数零点切入,建立方程、函数、不等式的逻辑关联|
|易错点突破|6易错点+6典例+24训练|性质应用条件验证;等号成立一致性判断;二次项系数分类讨论|针对性质应用、最值求解、不等式转化中的高频错误,强化推理严谨性|
内容正文:
专题01 第3章 不等式(思维导图+知识清单+六大易错点总结)
【苏教版】
3.1 不等式的基本性质
【知识点1 不等关系】
1.不等式的概念
用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等式关系,含有这些不等式号的式子,叫做不等式.
2.常见文字语言与符号语言之间的对应关系
文字语言
大于、高于、超过
小于、低于、少于
大于或等于、 至少、不低于
小于或等于、至多、
不多于、不超过
符号语言
>
<
≥
≤
3.不等关系的建立
在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.
【知识点2 比较大小】
1.两个实数大小的比较
如果a-b是正数,那么a>b;如果a-b等于零,那么a=b;如果a-b是负数,那么a<b.反过来也对.这个基本事实可以表示为:a>b⇔a-b>0,a=b⇔a-b=0,a<b⇔a-b<0.
从上述基本事实可知,要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小.
2.比较大小的基本方法
关系
方法
作差法
与0比较
作商法
与1比较
或
或
【知识点3 等式的基本性质】
1.等式的基本性质
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.
【知识点4 不等式的性质】
1.不等式的性质
(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.
(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:如果a>b,那么a+c>b+c.
(4)可乘性:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.
(5)同向可加性:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
(7)同正可乘方性:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n≥2).
2.不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒;
②a<b<0⇒;
③a>b>0,0<c<d⇒;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
;
②假分数的性质
.
3.2 基本不等式
【知识点1 基本不等式的证明】
1. 两个不等式
不等式
内容
等号成立条件
重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)
当且仅当“a=b”时取“=”
基本不等式
(a>0,b>0)
当且仅当“a=b”时取“=”
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,,即只能有a2+b2>2ab,.
2. 基本不等式的常见变形
(1).
(2).
【知识点2 基本不等式的应用】
1.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
2.利用基本不等式求最值的几种常见方法
(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.
(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.
(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.
(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
【知识点1 从函数观点看一元二次方程】
1.二次函数的零点
一般地,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根就是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)当函数值取零时自变量x的值,即二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标,也称为二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点.
【注】:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次方程的根就是相应二次函数的零点.
2.二次函数与一元二次方程的根的对应关系
当a>0时,一元二次方程ax2+bx+c=0的根、二次函数y=ax2+bx+c的图象、二次函数y=ax2+bx+c的零点之间的关系如表所示:
判别式∆=b2-4ac
∆>0
∆=0
∆<0
方程
ax2+bx+ c=0(a>0)的根
有两个相异的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
二次函数y=ax2+bx+ c(a>0)的图象
二次函数y=ax2+bx+ c(a>0)的零点
有两个零点
有一个零点
无零点
【知识点2 一元二次不等式】
1.一元二次不等式
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
2.一元二次不等式的解法
(1)解不含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①通过对不等式变形,使二次项系数大于零;
②计算对应方程的判别式;
③求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;
④根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.
(2)解含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
②若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
③若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
【知识点3 分式、高次、绝对值不等式的解法】
1.分式不等式的解法
解分式不等式的一般步骤:
(1)对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
2.高次不等式的解法
(1)高次不等式的解法:如果将分式不等式转化为正式不等式后,未知数的次数大于2,一般采用“穿针引线法”.
(2)解高次不等式的一般步骤:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
3.绝对值不等式的解法
解绝对值不等式的一般步骤:对于绝对值不等式,可以分类讨论然后去括号求解;还可以借助数轴来求解.
【知识点4 三个“二次”的关系】
1.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
判别式∆=b2-4ac
∆>0
∆=0
∆<0
方程
ax2+bx+ c=0(a>0)的根
有两个相异的实数根
x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根
没有实数根
二次函数y=ax2+bx+ c(a>0)的图象
ax2+bx+ c>0(a>0)的解集
R
ax2+bx+ c<0(a>0)的解集
(x1,x2)
【注】:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.
(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.
【知识点5 一元二次不等式恒成立、存在性问题】
1.一元二次不等式恒成立、存在性问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件.
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为.
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为.
【易错点1 忽略不等式成立的条件】
易错点分析:不等式的计算在遇到乘法或除法运算时,如果忽略不等式成立的条件是比较容易出错的,因此我们需要熟记一些不等式的性质.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
【典例1】(2026高一·全国·专题练习)下列不等关系正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解题思路】根据不等式的性质,即可判断选项.
【解答过程】若,即,则,A错误;
若,时,则,B错误;
若,则,则,C错误;
若,则,即,D正确.
故选:D.
【跟踪训练1.1】(25-26高一上·浙江杭州·期中)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
【解题思路】由不等式的性质及特例逐项判断即可.
【解答过程】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.
故选:C.
【跟踪训练1.2】(25-26高一上·湖北十堰·阶段检测)下列几种说法中,不正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】A
【解题思路】取特例判断A,根据作差法判断BC,利用不等式性质判断D.
【解答过程】对于A,当时,满足,但不成立,故A错误;
对于B,因为,所以,即,故B正确;
对于C,因为,所以,即,故C正确;
对于D,因为,所以,所以,
又,所以,故D正确.
故选:A.
【跟踪训练1.3】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解题思路】对于A选项,当时,即可判断;对于B选项,通过不等式的性质判断即可;
对于C选项,通过特殊值法判断即可;对于D选项,通过作差法判断即可.
【解答过程】对于A选项,当时,,故A错误;
对于B选项,因为,所以,故B错误;
对于C选项,当,时,,故C错误;
对于D选项,,因为,所以,所以,故D正确.
故选:D.
【跟踪训练1.4】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)下列命题为真命题的是( )
A.若,,则
B.若,则
C.若,,,则
D.若,则
【答案】C
【解题思路】由不等式的性质结合举例说明,逐项判断即可.
【解答过程】对于A,取,满足,,
此时,故A错误;
对于B,取,满足,此时,故B错误;
对于C,因为,所以,又,
所以,所以,又,
所以,故C正确,
对于D,取,满足,
此时,故D错误,
故选:C.
【易错点2 多次运用不等式性质,扩大了代数式的取值范围】
易错点分析:在多次运用不等式性质进行运算时,其取等的条件可能不同,造成多次累积误差,结果扩大了所求代数式的取值范围.为了避免这类错误,必须要注意两点:①检查每次使用不等式性质时取等的条件是否相同;②尽量多使用等式,避免造成误差.
【注】:解题思路:一般先用整体法建立所求代数式与已知代数式的等量关系,再通过不等式的性质求得.
【典例2】(25-26高一上·辽宁·期中)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由即可求解.
【解答过程】设,
所以解得,所以.
因为,
所以,
即的取值范围是.
故选:D.
【跟踪训练2.1】(25-26高一上·广东肇庆·期中)已知实数满足,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据题意设求得的值,利用题设条件和不等式的性质即可求得.
【解答过程】设 ,
则,解得,所以;
又,,
所以 ,
所以.
故选:B.
【跟踪训练2.2】(25-26高一上·辽宁沈阳·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】利用不等式的基本性质,计算选项中各表达式的取值范围,进而判断选项正误.
【解答过程】选项A:,,即,故A错误;
选项B:,,又,
,即,故B错误;
选项C:,,
,异号,,
,故C正确;
选项D:,,,又,,
,异号,,
,故D错误.
故选:C.
【跟踪训练2.3】(25-26高一上·青海海东·期中)已知,,则的取值范围为__________.
【答案】
【解题思路】由不等式的基本性质可求得的取值范围.
【解答过程】因为,,则,,
由不等式的基本性质可得,
因此,的取值范围为.
故答案为:.
【跟踪训练2.4】(25-26高一上·江西上饶·期中)实数、满足,.
(1)求实数、的取值范围;
(2)求的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【解题思路】(1)由不等式的性质求解,即可得出答案;
(2)利用待定系数法用与将表示出来,然后利用不等式的性质求解即可.
【解答过程】(1)由,,
则,所以,
所以,即,
即实数的取值范围为.
因为,
由,
所以,所以,
所以,
∴,
即实数的取值范围为.
(2)设,
则,解得,
∴,
∵,.
∴,,
∴,
即的取值范围为.
【易错点3 忽略基本不等式成立的条件】
易错点分析:利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
【典例3】(25-26高一上·贵州遵义·期末)已知,且,则的最小值为( )
A.4 B.6 C. D.
【答案】D
【解题思路】由题设转化得,再由基本不等式“1”的妙用方法即可计算求解.
【解答过程】由题可得,又,
则
,
当且仅当即时等号成立.
所以的最小值为.
故选:D.
【跟踪训练3.1】(25-26高一上·江苏徐州·期末)若,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】利用基本不等式求出,即,即可得到答案.
【解答过程】因为,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立,
所以,
所以,当且仅当时等号成立,
故的最大值为.
故选:C.
【跟踪训练3.2】(25-26高一上·福建泉州·期末)若,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由已知条件得出,于是得出,结合基本不等式可求其最小值.
【解答过程】由可得,由于,,则,可得,
所以,故,
当且仅当时,即当时,此时,等号成立,
故的最小值为.
故选:C.
【跟踪训练3.3】(25-26高一上·河南·期中)已知,,且.
(1)求的最大值;
(2)求的最小值.
【答案】(1)
(2)5
【解题思路】(1)直接利用基本不等式求解最值;
(2)利用基本不等式“1”的代换技巧求解最值即可.
【解答过程】(1),,且,
所以,所以,
即,,当且仅当,时取等号,的最大值为;
(2),所以,且, ,
当且仅当时等号成立,即,
又因为,可求得,.
所以的最小值为5.
【跟踪训练3.4】(25-26高一上·吉林·期中)求最值:
(1)已知,,且满足,求的最小值;
(2)已知,求的最小值;
(3)已知,,且满足,求的最小值.
【答案】(1)12
(2)5
(3)25
【解题思路】(1)利用基本不等式求和的最小值;
(2)利用基本不等式求和的最小值;
(3)由,得,则有,展开后利用基本不等式求和的最小值.
【解答过程】(1)已知,,且满足,
,当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为12.
(2)已知,有,
则,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为5.
(3)已知,,且满足,则有,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为25.
【易错点4 多次使用基本不等式时,忽略等号成立条件是否一致】
易错点分析:多次使用基本不等式求最值时,要注意各个基本不等式取等号时的条件是否一致,只有等号成立条件一致时,才能求出最值;如果不能同时取等号,则连续使用基本不等式是求不出最值的,此时要对原式进行适当的拆分或合并,直到取等号的条件成立.
【典例4】(25-26高一上·山东青岛·期中)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A.1 B.4 C.8 D.16
【答案】D
【解题思路】首先可得,则,从而得到,再由基本不等式求出的最大值,最后利用基本不等式计算可得.
【解答过程】因为,所以,
又,,为正数,
所以,所以;
所以,由,
当且仅当,即时取等号,
则,当且仅当时,取等号,
可得:,当且仅当,即,时,取等号,
所以,当且仅当,,时,取等号,
所以的最小值为,
故选:D.
【跟踪训练4.1】(25-26高二下·重庆·期末)已知,,,且,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【解题思路】根据基本不等式可得,再次利用基本不等式即可求解.
【解答过程】由于,故,
,当且仅当时,取等号,
则 ,当且仅当时,等号成立,
则的最小值为,
故选:D.
【跟踪训练4.2】(2026·四川德阳·模拟预测)已知,,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】结合条件可得,展开等式右侧,结合基本不等式求其最小值即可.
【解答过程】因为,所以,
所以
所以,
又,当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当,,时等号成立,
所以的最小值为,
故选:A.
【跟踪训练4.3】(25-26高一上·浙江·期中)已知a,b,,,则的最小值为__________.
【答案】5
【解题思路】由基本不等式得,再结合已知利用基本不等式求出的最小值可得解.
【解答过程】①,
当且仅当时取等号,
,
即②,当且仅当时,即,时取等号,
将②式代入①式得,,
当且仅当,,时取等号.
故答案为:5.
【跟踪训练4.4】(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)已知,且.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析.
【解题思路】(1)利用,对进行变形,再根据基本不等式求证即可;
(2)先求的展开式,再利用进行变形,并根据基本不等式求得的取值范围,从而证得.
【解答过程】(1),且,
所以.
因为,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
所以,当且仅当时,等号成立.
所以得证.
(2),且,
.
因为,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
所以,当且仅当时,等号成立.
所以,即,当且仅当时,等号成立.
所以得证.
【易错点5 忽略方程、不等式的二次项系数为0】
易错点分析:求解形如ax2+bx+c=0类型的方程和ax2+bx+c>0类型的不等式时,首先要判断二次项系数与0的大小,否则要进行分类讨论,同时要注意三个二次的关系的运用.
【典例5】(25-26高一上·陕西渭南·阶段检测)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】考虑和两种情况,当时将不等式变形为,根据根的大小关系得到,,三种情况,解不等式对比选项即可.
【解答过程】当时,不等式,即,,
故不等式的解集为,故A可能;
当时,,即,
当时,的解集为,故D可能;
当时,不等式无解;
当时,的解集为,故B可能.
故选:C.
【跟踪训练5.1】(25-26高一上·江西吉安·阶段检测)若关于的不等式只有一个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】对参数的取值进行分类讨论,根据只有一个整数解建立不等关系解不等式即可求得结果.
【解答过程】依题意不等式等价为,即,
当时,不等式为,可得,有无数个整数解,显然不满足题意;
当时,由不等式只有一个整数解可知,
不等式的解为,
因此需满足,解得;
若,不等式解为或,有无数个整数解,不合题意;
综上可知,实数的取值范围.
故选:B.
【跟踪训练5.2】(25-26高一上·陕西·阶段检测)关于的方程有两个不相等的实数根,若,则实数的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
【答案】B
【解题思路】按照、和分类讨论,按照二次方程根的分布列不等式组求解即可.
【解答过程】当时,方程只有一个根,显然不符合题意;
当时,则,解得;
当时,则,解得,
故或.
故选:B.
【跟踪训练5.3】(25-26高一上·天津南开·阶段检测)已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【解题思路】根据题意,分和两种情况讨论,即可求出的取值范围.
【解答过程】当时,不等式化为恒成立,
当时,不等式不能恒成立,
当时,要使不等式恒成立,需,
解得,
综上所述,不等式对任意恒成立,的取值范围是,
故选:A.
【跟踪训练5.4】(25-26高二下·河北保定·阶段检测)设.
(1)若不等式对于一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为或,
当时,不等式的解集为.
【解题思路】(1)分、两种情况,结合一元二次函数的性质可求;
(2)因式分解,根据、、以及根的大小进行分类,结合一元二次函数图象求.
【解答过程】(1)不等式对于一切实数恒成立等价于对于一切实数恒成立,
当时,不等式可化为,不满足题意;
当时,,解得;
综上,实数的取值范围为.
(2)不等式等价于,即,
当时,不等式可化为,所以不等式的解集为;
当时,不等式可化为,此时,
所以不等式的解集为;
当时,不等式可化为,
①当时,,不等式的解集为;
②当时,,不等式的解集为或;
③当时,,不等式的解集为.
综上可得:当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为或,
当时,不等式的解集为.
【易错点6 分式不等式等价转化不当】
易错点分析:求解分式不等式时,首先要移项通分,把分式不等式等价转化为整式不等式,此时要注意:转化为整式不等式后需要确保分母对应的因式不能为0,根式不等式要注意保证根号有意义等隐含条件,否则分式不等式等价转化不当,会导致结果错误.
【典例6】(25-26高一上·安徽六安·期中)不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分式不等式转化为,再解不等式组可得.
【解答过程】由,则,
即,等价于,解得,
所以不等式的解集是.
故选:B.
【跟踪训练6.1】(25-26高一上·广东深圳·期中)不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.
【答案】D
【解题思路】将分式不等式转化为一元二次不等式,进而求解即可.
【解答过程】因为等价于,
化简得,则,
解得,即原不等式解集为.
故选:D.
【跟踪训练6.2】(25-26高一上·辽宁锦州·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.
【答案】A
【解题思路】将分式不等式移项化简后转化为,求解即可.
【解答过程】不等式转化为,即,
可转化为,可得,所以不等式解集为.
故选:A.
【跟踪训练6.3】(25-26高一上·重庆·期中)不等式的解集是( )
A.或
B.或
C.或
D.或
【答案】B
【解题思路】将分式不等式转化为整式不等式组,利用一元二次不等式的解法求不等式组的解再求并集即可.
【解答过程】将分式不等式转化为整式不等式组或;
不等式组的解集为或 ,
不等式组的解集为,
所以不等式的解集是或 .
故选:B.
【跟踪训练6.4】(25-26高一上·上海·期中)不等式的解集为___________.
【答案】
【解题思路】移项,将分式不等式转化为一元二次不等式求解.
【解答过程】,得,即,
则且,得,
故不等式的解集为.
故答案为:.
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专题01 第3章 不等式(思维导图+知识清单+六大易错点总结)
【苏教版】
3.1 不等式的基本性质
【知识点1 不等关系】
1.不等式的概念
用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等式关系,含有这些不等式号的式子,叫做不等式.
2.常见文字语言与符号语言之间的对应关系
文字语言
大于、高于、超过
小于、低于、少于
大于或等于、 至少、不低于
小于或等于、至多、
不多于、不超过
符号语言
>
<
≥
≤
3.不等关系的建立
在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.
【知识点2 比较大小】
1.两个实数大小的比较
如果a-b是正数,那么a>b;如果a-b等于零,那么a=b;如果a-b是负数,那么a<b.反过来也对.这个基本事实可以表示为:a>b⇔a-b>0,a=b⇔a-b=0,a<b⇔a-b<0.
从上述基本事实可知,要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小.
2.比较大小的基本方法
关系
方法
作差法
与0比较
作商法
与1比较
或
或
【知识点3 等式的基本性质】
1.等式的基本性质
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.
【知识点4 不等式的性质】
1.不等式的性质
(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.
(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:如果a>b,那么a+c>b+c.
(4)可乘性:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.
(5)同向可加性:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
(7)同正可乘方性:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n≥2).
2.不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒;
②a<b<0⇒;
③a>b>0,0<c<d⇒;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
;
②假分数的性质
.
3.2 基本不等式
【知识点1 基本不等式的证明】
1. 两个不等式
不等式
内容
等号成立条件
重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)
当且仅当“a=b”时取“=”
基本不等式
(a>0,b>0)
当且仅当“a=b”时取“=”
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,,即只能有a2+b2>2ab,.
2. 基本不等式的常见变形
(1).
(2).
【知识点2 基本不等式的应用】
1.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
2.利用基本不等式求最值的几种常见方法
(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.
(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.
(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.
(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
【知识点1 从函数观点看一元二次方程】
1.二次函数的零点
一般地,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根就是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)当函数值取零时自变量x的值,即二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标,也称为二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点.
【注】:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次方程的根就是相应二次函数的零点.
2.二次函数与一元二次方程的根的对应关系
当a>0时,一元二次方程ax2+bx+c=0的根、二次函数y=ax2+bx+c的图象、二次函数y=ax2+bx+c的零点之间的关系如表所示:
判别式∆=b2-4ac
∆>0
∆=0
∆<0
方程
ax2+bx+ c=0(a>0)的根
有两个相异的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
二次函数y=ax2+bx+ c(a>0)的图象
二次函数y=ax2+bx+ c(a>0)的零点
有两个零点
有一个零点
无零点
【知识点2 一元二次不等式】
1.一元二次不等式
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
2.一元二次不等式的解法
(1)解不含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①通过对不等式变形,使二次项系数大于零;
②计算对应方程的判别式;
③求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;
④根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.
(2)解含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
②若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
③若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
【知识点3 分式、高次、绝对值不等式的解法】
1.分式不等式的解法
解分式不等式的一般步骤:
(1)对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
2.高次不等式的解法
(1)高次不等式的解法:如果将分式不等式转化为正式不等式后,未知数的次数大于2,一般采用“穿针引线法”.
(2)解高次不等式的一般步骤:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
3.绝对值不等式的解法
解绝对值不等式的一般步骤:对于绝对值不等式,可以分类讨论然后去括号求解;还可以借助数轴来求解.
【知识点4 三个“二次”的关系】
1.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
判别式∆=b2-4ac
∆>0
∆=0
∆<0
方程
ax2+bx+ c=0(a>0)的根
有两个相异的实数根
x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根
没有实数根
二次函数y=ax2+bx+ c(a>0)的图象
ax2+bx+ c>0(a>0)的解集
R
ax2+bx+ c<0(a>0)的解集
(x1,x2)
【注】:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.
(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.
【知识点5 一元二次不等式恒成立、存在性问题】
1.一元二次不等式恒成立、存在性问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件.
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为.
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为.
【易错点1 忽略不等式成立的条件】
易错点分析:不等式的计算在遇到乘法或除法运算时,如果忽略不等式成立的条件是比较容易出错的,因此我们需要熟记一些不等式的性质.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
【典例1】(2026高一·全国·专题练习)下列不等关系正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【跟踪训练1.1】(25-26高一上·浙江杭州·期中)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
【跟踪训练1.2】(25-26高一上·湖北十堰·阶段检测)下列几种说法中,不正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【跟踪训练1.3】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【跟踪训练1.4】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)下列命题为真命题的是( )
A.若,,则
B.若,则
C.若,,,则
D.若,则
【易错点2 多次运用不等式性质,扩大了代数式的取值范围】
易错点分析:在多次运用不等式性质进行运算时,其取等的条件可能不同,造成多次累积误差,结果扩大了所求代数式的取值范围.为了避免这类错误,必须要注意两点:①检查每次使用不等式性质时取等的条件是否相同;②尽量多使用等式,避免造成误差.
【注】:解题思路:一般先用整体法建立所求代数式与已知代数式的等量关系,再通过不等式的性质求得.
【典例2】(25-26高一上·辽宁·期中)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练2.1】(25-26高一上·广东肇庆·期中)已知实数满足,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练2.2】(25-26高一上·辽宁沈阳·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练2.3】(25-26高一上·青海海东·期中)已知,,则的取值范围为__________.
【跟踪训练2.4】(25-26高一上·江西上饶·期中)实数、满足,.
(1)求实数、的取值范围;
(2)求的取值范围.
【易错点3 忽略基本不等式成立的条件】
易错点分析:利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
【典例3】(25-26高一上·贵州遵义·期末)已知,且,则的最小值为( )
A.4 B.6 C. D.
【跟踪训练3.1】(25-26高一上·江苏徐州·期末)若,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练3.2】(25-26高一上·福建泉州·期末)若,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练3.3】(25-26高一上·河南·期中)已知,,且.
(1)求的最大值;
(2)求的最小值.
【跟踪训练3.4】(25-26高一上·吉林·期中)求最值:
(1)已知,,且满足,求的最小值;
(2)已知,求的最小值;
(3)已知,,且满足,求的最小值.
【易错点4 多次使用基本不等式时,忽略等号成立条件是否一致】
易错点分析:多次使用基本不等式求最值时,要注意各个基本不等式取等号时的条件是否一致,只有等号成立条件一致时,才能求出最值;如果不能同时取等号,则连续使用基本不等式是求不出最值的,此时要对原式进行适当的拆分或合并,直到取等号的条件成立.
【典例4】(25-26高一上·山东青岛·期中)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A.1 B.4 C.8 D.16
【跟踪训练4.1】(25-26高二下·重庆·期末)已知,,,且,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.
【跟踪训练4.2】(2026·四川德阳·模拟预测)已知,,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练4.3】(25-26高一上·浙江·期中)已知a,b,,,则的最小值为__________.
【跟踪训练4.4】(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)已知,且.求证:
(1);
(2).
【易错点5 忽略方程、不等式的二次项系数为0】
易错点分析:求解形如ax2+bx+c=0类型的方程和ax2+bx+c>0类型的不等式时,首先要判断二次项系数与0的大小,否则要进行分类讨论,同时要注意三个二次的关系的运用.
【典例5】(25-26高一上·陕西渭南·阶段检测)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练5.1】(25-26高一上·江西吉安·阶段检测)若关于的不等式只有一个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练5.2】(25-26高一上·陕西·阶段检测)关于的方程有两个不相等的实数根,若,则实数的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
【跟踪训练5.3】(25-26高一上·天津南开·阶段检测)已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【跟踪训练5.4】(25-26高二下·河北保定·阶段检测)设.
(1)若不等式对于一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【易错点6 分式不等式等价转化不当】
易错点分析:求解分式不等式时,首先要移项通分,把分式不等式等价转化为整式不等式,此时要注意:转化为整式不等式后需要确保分母对应的因式不能为0,根式不等式要注意保证根号有意义等隐含条件,否则分式不等式等价转化不当,会导致结果错误.
【典例6】(25-26高一上·安徽六安·期中)不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练6.1】(25-26高一上·广东深圳·期中)不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.
【跟踪训练6.2】(25-26高一上·辽宁锦州·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.
【跟踪训练6.3】(25-26高一上·重庆·期中)不等式的解集是( )
A.或
B.或
C.或
D.或
【跟踪训练6.4】(25-26高一上·上海·期中)不等式的解集为___________.
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