内容正文:
专题3.1 不等式的基本性质
教学目标
1.梳理等式的性质,理解不等式的概念.
2.掌握不等式的性质,能运用不等式的性质比较两个数的大小.
3.体会“作差法”在比较大小和证明不等式中的作用.
4.感知数学知识与实际生活的密切联系,培养学生解决实际问题的能力;
教学重难点
1.重点
掌握不等式的性质,运用不等式的性质解决有关应用问题。
2.难点
作差法比较不等式大小,不等式性质的运用。
知识点01 不等式的概念
在客观世界中,量与量之间的不等关系是普遍存在的,我们用数学符号“”“”“”“”“”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等关系.含有这些不等号的式子,叫做不等式.
文字语言
大于,高于,超过
小于,低于,少于
大于等于,至少,不低于
小于等于,至多,不超过
符号语言
>
<
≥
≤
注意点:
(1)仔细审题,注意同一个题目的单位是否一致.
(2)用适当的不等号连接.
(3)多个不等关系用不等式组表示.
【即学即练】
1.某汽车公司因发展需要,需购进一批汽车,计划使用不超过1 000万元的资金购买单价分别为40万元、90万元的型汽车和型汽车,根据需要,型汽车至少买5辆,型汽车至少买6辆,写出满足上述所有不等关系的不等式(组).
【答案】
【分析】设购买型汽车和型汽车分别为辆,辆,再根据题意列出不等式组即可.
【详解】设购买型汽车和型汽车分别为辆,辆,
根据题意可得.
2.为打造“书香校园”,某学校计划用不超过1900本科技类书籍和1620本人文类书籍组建中、小型两类图书角共30个.已知组建一个中型图书角需科技类书籍80本,人文类书籍50本;组建一个小型图书角需科技类书籍30本,人文类书籍60本.设组建中型图书角x个,用不等式组将题目中的不等关系表示出来.
【答案】答案见解析
【分析】由题意列不等式组即可.
【详解】组建中型图书角x个,则组建小型图书角个,
由题意得
知识点02 实数a,b大小的比较
1.关于实数大小的比较,有以下基本事实:
(1)如果是正数,那么;
(2)如果等于零,那么;
(3)如果是负数,那么.反过来也对.
这个基本事实可以表示为:.
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.作差法与作商法比大小:
作差比较法
作商比较法
依据
a-b>0⇔a>b;
a-b<0⇔a<b;
a-b=0⇔a=b
a>0,b>0且>1⇒a>b;
a>0,b>0且<1⇒a<b
应用范围
作差后可化为积或商的形式
同号两数(式)比较大小
步骤
①作差;
②变形;
③判断符号;
④下结论
①作商;
②变形;
③判断商与1的大小关系;
④下结论
变形
技巧
①分解因式;
②平方后作差;
③配方法;
④分子(分母)有理化
按照同类的项进行分组
即学即练】
1.已知,记,,则( )
A. B. C. D.以上都有可能
【答案】C
【详解】由,
因为,所以,,
所以,即.
2.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:.
知识点03 等式及不等式的性质
1.等式的基本性质
性质1.如果,那么;
性质2.如果,那么;
性质3.如果,那么;
性质4.如果,那么;
性质5.如果,那么
2.不等式的性质
序号
性质名称
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b<a
⇔
2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
可乘性
a>b,c>0⇒ac>bc
a>b,c<0⇒ac<bc
c的符号
5
同向可加性
a>b,c>d⇒a+c>b+d
同向
6
同向同正可乘性
a>b>0,c>d>0⇒ac>bd
同向
7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
注意点:
(1)若,则;若,则.
(2)不等式只有加法和乘法运算,没有减法和除法运算.
【即学即练】
1.若,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】取特值寻找ABD的反例,使用同正可乘性验证C即可.
【详解】当,时,ABD显然错误;
由可得,由不等式性质可得,,故C正确.
2.(多选)如果,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】BD
【分析】选项A和C,取反例求解即可;选项B,约掉即可;选项D,用作差法即可判断.
【详解】对于A:取,则,故A错误;
对于B:由,可知,所以,同除,得到,故B正确;
对于C:取,,此时,故C错误;
对于D:,
因为,所以;又,,
即,故,故D正确.
题型01 用不等式(组)表示不等关系
【典例1】一个盒子中红、白、黑三种球分别为x个、y个、z个,黑球个数至少是白球个数的一半,至多是红球个数的 ,白球与黑球的个数之和至少为55,试用不等式(组)将题中的不等关系表示出来.
【答案】
【分析】由题意根据题中给的不等关系直接转换成相应的不等式组,注意球的个数应为自然数,由此即可得解.
【详解】由题意黑球个数至少是白球个数的一半,且至多是红球个数的 ,所以,
又因为白球与黑球的个数之和至少为55,所以,
而注意到球的个数应为自然数,
故满足题意的不等关系为.
1.用不等式(组)表示不等关系的步骤:
(1)审清题意,明确条件中的不等关系的个数;
(2)适当设未知数表示变量;
(3)用不等式表示每一个不等关系,并写成不等式组的形式.
2.用不等式表示不等关系的注意点
(1)利用不等式表示不等关系时,应注意必须是具有相同性质,可以比较大小的两个量才可用,没有可比性的两个量之间不能用不等式来表示.
(2)在用不等式表示实际问题时,一定要注意单位统一.
【变式1】平流层是地球大气层的第2层,位于对流层之上,特点是空气以水平流动为主,大气稳定且几乎无云雨,是飞机平稳飞行的理想区域.某地平流层是地球表面以上10km(不含)到50km(不含)的区域,下述不等式中能表示平流层高度的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求解每个选项中的绝对值不等式对照题意判断即可.
【详解】对于A:由,得,解得,不满足题意,故A不正确;
对于B:由,得,解得,不满足题意,故B不正确;
对于C:由,得,解得,不满足题意,故C不正确;
对于D:由,得,解得,满足题意,故D正确.
故选:D.
【变式2】在某校新生军训考核评比中,甲班的分数大于乙班的分数,甲班和乙班的分数之和大于170,且不大于190.设甲班和乙班的分数分别为,则用不等式组表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意列出不等关系即可.
【详解】由题意得.
故选:D
【变式3】某人元旦回家共,准备先坐动车再转汽车,从动车转汽车耗时10min,转汽车时离家还有,已知动车的平均速度为,汽车平均速度为,若从坐动车开始能在1小时内到家,则应该满足的不等式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意计算每段耗时,相加即可求解.
【详解】由题意汽车所用时间加上动车所用时间小于1小时,
即.
故选:D.
【变式4】建筑学规定,民用住宅的窗户面积必须小于地板面积,但窗户面积与地板面积的比应不小于10%,而且这个比值越大,采光效果越好.
(1)若某户住宅的窗户面积与地板面积的总和为132,则这户住宅的地板面积最多为多少平方米?
(2)若同时增加相同的窗户面积和地板面积,住宅的采光效果是变好了还是变坏了?请说明理由.
【答案】(1)
(2)变好了,理由见解析
【分析】(1)根据已知列出关系式,即可得出答案;
(2)作差法比较,即可得出答案.
【详解】(1)设窗户面积与地板面积分别为,
由已知可得,,
所以有,.
所以,这户住宅的地板面积最多为120平方米.
(2)假设同时增加的面积为,
则.
因为,,
所以,
所以,,
所以,.
所以,住宅的采光效果变好了.
题型02 作差法与作商法比较大小
【典例1】(1)比较与的大小;
(2)设,,且,比较和的大小
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用作差法比较大小.
(2)利用作商法比较大小.
【详解】(1),
所以.
(2)因为,,且,所以,
当时,由,,可得,所以.
当时,由,,可得,所以.
综上可得,.
故答案为:.
(1)作差核心看差值符号;作商核心看商与1的大小。
(2)作差法无正负限制,作商法必须先判断两数符号,负数作商结论反向。
(3)快速选择技巧:加减结构代数式→优先作差法;乘方、指数、乘积正数→优先作商法
【变式1】已知,则与的大小关系为( )
A. B. C. D.与有关
【答案】A
【详解】,故
【变式2】如果,,那么,,从小到大的顺序是___________
【答案】
【分析】三个式子很明显都是负数,所以可通过作商和1比较判断大小。
【详解】因为三个式子很明显都是负数,所以,所以;
同理,所以。综上:
故答案为:
【变式3】记小明走路去学校的速度为,跑步去学校的速度为,方式一为一半的路程走路,一半的路程跑步,方式二为一半的时间走路,一半的时间跑步,则( )
A.方式二比方式一先到学校 B.方式一比方式二先到学校
C.两种方式到学校的时间一样 D.无法确定哪种方式先到学校
【答案】A
【分析】利用作差法比较大小即可.
【详解】设方式一用时间为,方式二用时间为,小明到学校的距离为,
则,得到,
则,得到,
故方式二比方式一先到学校.
【变式4】试比较下列组式子的大小:
(1)与,其中;
(2)与,其中,;
(3)与,.
【答案】(1); (2); (3).
【分析】(1)通过比较与的大小来确定与的大小;
(2)通过作差法来比较的大小;
(3) 通过作差法或作商法比较与的大小.
【详解】(1)解:,,
因为,
所以,
即;
(2)解:
.
因为,,所以,,
所以,
即;
(3)方法一(作差法)
.
因为,所以,,,.
所以,
所以.
方法二(作商法) 因为,所以,,,
所以,
所以.
题型03 利用不等式的性质判断不等式
【典例1】(多选)已知实数a,b,c,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,,则
D.若,,则
【答案】BCD
【分析】根据不等式的性质,可通过特殊值法、作差法逐一验证选项的正确性.
【详解】对于选项A,取,满足,但,故选项A不正确;
对于选项B,因为,,所以,故选项B正确;
对于选项C,因为,所以,又,由不等式的性质,得,故选项C正确;
对于选项D,当,时,,故选项D正确.
1.加减规则
不等式两边同时加或者减去同一个数字,不管这个数字是正、负还是零,不等号开口方向都不会改变。
2.乘除规则
两边同时乘、除同一个正数,不等号方向不变;两边同时乘、除同一个负数,不等号必须调转方向;如果要乘除的式子正负没法确定,就不能直接判断大小,需要分情况讨论。
3.多个不等式合并规则
两个开口朝向相同的不等式,可以直接把左右两边分别相加;但只有两个不等式两边全是正数时,才能把两边分别相乘;同向的不等式不能直接相减、相除,没法推出确定大小关系。
4.倒数、乘方开方规则
(1)两边都是正数时,数字越大,倒数反而越小;
(2)两边都是正数,同时乘方、开方后,大小关系不变;
(3)如果包含负数,乘方结果要看次数奇偶,负数取倒数也要调转不等号
【变式1】已知a,b,c满足且,则下列选项中不一定能成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据不等式的基本性质可判断ABD,举反例排除C.
【详解】因为 ,不等式 两边同除以正数,不等号方向不变,因此 一定成立,A正确;
由 得 ,又 ,负数除以负数结果为正,因此 一定成立,B正确;
取,满足条件,但此时,C错误;
由得 ,且,正数除以负数结果为负,因此一定成立,D正确.
【变式2】已知实数,,,则( )
A.若,则 B.若,,则
C.若,则 D.若,,则
【答案】D
【详解】当时,满足,但,选项错误;
若,则,又,则,选项错误;
若,则,,但不能推出,选项错误;
由得,若,则,,选项正确.
【变式3】(多选)已知,下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】BD
【详解】选项A. ,取,则,
则不成立,故选项A错误;
选项B. ,,,,故选项B正确;
C.,,,
,,,,,,故选项C错误;
D. ,
,,,
,故选项D正确.
题型04 利用不等式的性质证明不等式
【典例1】(1)已知,,,求证:;
(2)证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【详解】(1)因为,所以.又,所以,则,所以,即.又,所以.
(2)要证,只需证,即证,即证,即证,即证,显然成立,所以.
(1) 拆分构造法:若需要证明的式子由多个简单式子组合而成,先分别利用已知条件推出每个简单式子的大小,再结合同向相加、同向正数相乘的性质合并;
(2) 等价变形法:把待证式子反向拆解,反推需要的中间条件,再顺着正向书写完整证明过程;
(3) 符号优先法:遇到乘除变形,先判断乘数、除数的正负,不确定符号时要分情况讨论再证明
【变式1】如果,都是正数,且,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】方法一:利用作差法证明;方法二:用分析法,通过分析只需证成立即可.
【详解】证明:方法一用作差法
,
∴.
方法二用分析法
要证,
只要证,
即要证,
只需证,
即需证,
只需证,
因为,所以恒成立,
所以成立.
【变式2】(1)设,证明:;
(2)已知,证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)化简得到,根据题意得到,即可求解;
(2)利用分析法,即可作出证明.
【详解】(1)由
因为,所以,且,所以,
所以.
(2)要证:,
只需证:,
只需证:,
只需证:,
只需证:,
只需证:,
上不等式显然成立,所以原不等式成立,即.
【变式3】证明下列不等式:
(1)若,求证:;
(2)若,,,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】根据作出比较法,准确化简、运算,即可求解.
【详解】(1)证明:因为,
又因为,所以,所以.
(2)证明:由
,
因为,,
所以,,,,
所以,.
因为,所以
又因为,
所以,即.
题型05 利用不等式的性质求取值范围
【典例1】(1)已知,求的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据对进行变形,再根据不等式的性质计算求解;
(2)用待定系数法将变形,根据已知范围确定的范围.
【详解】(1),
∴,,,
,
且,
,
的取值范围为.
设,
解得,即,
,
,
又,
,
即的取值范围为.
1.线性代数式范围(如两个变量加减组合)
不能直接单独求出单个变量范围再运算,会放大取值区间;正确做法是设目标式子为已知式子的倍数相加,解出倍数后再合并区间,保证取值精准。
2.乘除、平方类范围
先判断变量正负,正数相乘区间直接合并;负数相乘要反转不等号;取倒数时区间两端大小互换,不等号反向;平方要分正负区间分开讨论
3.先拆分目标式为已知区间式子的线性组合,借助同向不等式相加求范围;禁止单独拆分变量再加减,防止区间扩大;乘除、倒数、平方需先判断正负再调整区间方向,同时验证等号成立条件
【变式1】(多选)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】直接根据不等式的性质逐一判断即可.
【详解】因为,所以,,
所以,,即A正确,B错误;
所以,,即C错误,D正确;
故选:AD.
【变式2】(多选)已知实数a,b满足,,下面说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【分析】利用不等式的性质即可判断.
【详解】对于A, ,即 ,故A正确;
对于B,由 ,得 ,
所以,即 ,故B正确;
对于C,当 时,得 ,
所以 ,即 ,
所以 ;当 时, ;
当 时,得 ,所以 .
综上可得, ,故C错误;
对于D,当 时,得 ,所以 ,
即 ,所以 ;当 时, ;
当 时,得 ,所以 .
综上可得, ,故D正确.
【变式3】(1)已知,,则的取值范围是________.
(2)已知,,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】(1)根据不等式的性质进行求解即可;
(2)先根据已知条件判断的符号,然后将等式变形为,代入不等式中求出结果即可.
【详解】(1)因为,所以,因为,
所以,所以的取值范围是.
(2)因为,所以.
因为,所以,即,解得.
将代入中得,即,
得,所以,所以的取值范围是.
故答案为:(1);(2).
【变式4】已知,.
(1)求y的取值范围;
(2)求的取值范围;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)通过待定系数法将表示为与的线性组合,分别求出各部分范围后相加;
(2)由已知求出的取值范围,再与的范围相乘得到结果;
(3)将表示为与的线性组合,求出范围后再相加.
【详解】(1)设,则,
所以,解得,
所以.
因为,所以.①
因为,所以.②
①+②得,,所以.
(2)∵,,∴,∴,
所以.
(3)设,则,
所以,解得
所以.
因为,所以.③
因为,所以. ④
③+④得,,所以.
1.一般的人,下半身长与全身长的比值小于且不小于,用不等式表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】小于且不小于,.
2.已知,则不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据不等式的性质,结合特殊值法,逐一分析各个选项,即可得答案.
【详解】选项A:由,得,故A正确;
选项B:由,得,故B错误;
选项C:若,满足,但,故C错误;
选项D:若,满足,但,故D错误.
3.已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得,而,则.
4.(多选)已知实数,,,且,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】对ACD选项由不等式的乘法、乘方性质可得,对B选项由不等式的加法性质可得.
【详解】对A选项,因为,由不等式的乘法性质得,得,即,故A正确;
对B选项,因为,由不等式的可加性得,故B正确;
对C选项,因为,所以,由不等式的乘方性质得,即,故C错误;
对D选项,因为,由不等式的乘法性质得,故D正确.
5.已知,,,则与的大小关系为_________.
【答案】
【分析】根据已知条件,利用不等式的性质进行比较大小即可.
【详解】由,,
则,
则,
又,
则.
故答案为:
6.(1)比较与的大小;
(2)已知,求证:.
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】(1)利用作差法比较大小;
(2)根据,得到,再由,根据不等式的性质可得,从而得证.
【详解】(1)因为
,
所以;
(2)因为,所以,
又,所以,得证.
7.已知,
(1)求的取值范围;
(2)比较两个代数式的大小:与.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),,
,
;
(2),
.
1.若,则“”的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用不等式的性质和充要条件的判定方法逐一判断各选项即得.
【详解】因,故A显然不合要求;
对于B,若取,显然满足,但得不出,
即不是的充分条件,不合题意;
对于C,因,故也不是的充分条件,不合题意;
对于D,,故可得,即是的充分条件;
同时,因,若取满足,但得不出,
即不是的必要条件,故D正确.
2.学校组织高一、高二学生参观甲、乙两地博物馆,每位学生可自主选择一处前往.已知高一学生总人数多于高二学生总人数,前往甲地的全体学生总数多于前往乙地的全体学生总数,则( )
A.去甲地的高一学生人数多于去乙地的高一学生人数
B.去甲地的高一学生人数多于去乙地的高二学生人数
C.去甲地的高一学生人数不多于去乙地的高二学生人数
D.去乙地的高二学生人数不少于去甲地的高二学生人数
【答案】B
【分析】设出高一、高二去甲、乙地的人数,根据题目条件建立不等关系,即可得出结论.
【详解】由题意,设高一学生去甲地的人数为,去乙地的人数为,
高二学生去甲地的人数为,去乙地的人数为,
∴高一总人数:,高二总人数,前往甲地的学生人数:,前往乙地的学生人数:,
∵高一总人数多于高二总人数,前往甲地的全体学生总数多于前往乙地的全体学生总数,
∴,由不等式的性质,两侧分别相加并化简得,
∴高一学生去甲地的人数多于高二学生去乙地的人数,故B正确,A,C,D均错误.
3.设,定义运算“”和“”如下:若,,则( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】A
【分析】先根据新定义的运算规则,将不等式转化为关于变量大小关系的条件组,再分情况推导出变量乘积或和的范围.
【详解】结合定义及可得或即或,
所以;
结合定义及,可得或即或,
所以;
综上,且.
故选:A.
4.(多选)若实数 满足 且 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】需要比较几组式子的大小,利用作差法可以分别验证选项A、B、C,对于选项D中取一组特殊值即可排除.
【详解】因为;
所以,所以,所以选项A正确;
因为,所以,所以,选项B错误;
,所以,选项C正确;
当时,所以,选项D错误.
故选:AC
5.(多选)已知实数,满足,,则( )
A. B.
C.的最大值为15 D.的最小值为
【答案】ABC
【分析】根据不等式的基本性质同向可加性可判断AB,把分别转化,再利用不等式的性质可判断CD.
【详解】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,因为,所以,解得,故B正确;
对于C,因为,又,
所以,即的最大值为15,故C正确;
因为,又,
所以,即的最小值为,故D错误.
故选:ABC
6.已知,记为,三个数中最大的数,则的最小值为___________.
【答案】2
【分析】使用不等式将问题转化为,再验证等号成立条件.
【详解】由题可知,,则,,
因为,所以,即,解得,
当且仅当,时,等号成立,
当时,,,,
故的最小值为2.
7.已知,.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用不等式的性质证明即可;
(2)应用作差法比较大小,即可证.
【详解】(1)由,则,故,
由,则,故,
所以,得证.
(2)由,而,
所以,即,得证.
8.假设克糖水中含有克糖,若再添加克糖(其中,),生活常识告诉我们:添加的糖完全溶解后,糖水会更甜.
(1)根据这个生活常识,提炼出一个不等式,并证明;
(2)利用(1)提炼的不等式证明:若为三角形的三边长,则;
(3)求证:,且.
【答案】(1),证明见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)写出“糖水不等式”,再利用作差证明即得;
(2)利用“糖水不等式”,结合不等式的性质推理得证.
(3)先由结论得到,再利用乘法法则证明结论.
【详解】(1)提炼出的不等式为.
证明如下:.
因为都是正数,且,
所以,可得,所以.
(2)由(1)及是三角形的三边,得,则,
同理,
所以.
(3)由(1)可知.
取,则 ,故有 ,
则有,
因为,
所以
,
故,且.
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专题3.1 不等式的基本性质
教学目标
1.梳理等式的性质,理解不等式的概念.
2.掌握不等式的性质,能运用不等式的性质比较两个数的大小.
3.体会“作差法”在比较大小和证明不等式中的作用.
4.感知数学知识与实际生活的密切联系,培养学生解决实际问题的能力;
教学重难点
1.重点
掌握不等式的性质,运用不等式的性质解决有关应用问题。
2.难点
作差法比较不等式大小,不等式性质的运用。
知识点01 不等式的概念
在客观世界中,量与量之间的不等关系是普遍存在的,我们用数学符号“”“”“”“”“”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等关系.含有这些不等号的式子,叫做不等式.
文字语言
大于,高于,超过
小于,低于,少于
大于等于,至少,不低于
小于等于,至多,不超过
符号语言
注意点:
(1)仔细审题,注意同一个题目的单位是否一致.
(2)用适当的不等号连接.
(3)多个不等关系用不等式组表示.
【即学即练】
1.某汽车公司因发展需要,需购进一批汽车,计划使用不超过1 000万元的资金购买单价分别为40万元、90万元的型汽车和型汽车,根据需要,型汽车至少买5辆,型汽车至少买6辆,写出满足上述所有不等关系的不等式(组).
2.为打造“书香校园”,某学校计划用不超过1900本科技类书籍和1620本人文类书籍组建中、小型两类图书角共30个.已知组建一个中型图书角需科技类书籍80本,人文类书籍50本;组建一个小型图书角需科技类书籍30本,人文类书籍60本.设组建中型图书角x个,用不等式组将题目中的不等关系表示出来.
知识点02 实数a,b大小的比较
1.关于实数大小的比较,有以下基本事实:
(1)如果是正数,那么;
(2)如果等于零,那么;
(3)如果是负数,那么.反过来也对.
这个基本事实可以表示为:.
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.作差法与作商法比大小:
作差比较法
作商比较法
依据
应用范围
作差后可化为积或商的形式
同号两数(式)比较大小
步骤
①作差;
②变形;
③判断符号;
④下结论
①作商;
②变形;
③判断商与1的大小关系;
④下结论
变形
技巧
①分解因式;
②平方后作差;
③配方法;
④分子(分母)有理化
按照同类的项进行分组
即学即练】
1.已知,记,,则( )
A. B. C. D.以上都有可能
2.已知,则与的大小关系为____________.
知识点03 等式及不等式的性质
1.等式的基本性质
性质1.如果,那么;
性质2.如果,那么;
性质3.如果,那么;
性质4.如果,那么;
性质5.如果,那么
2.不等式的性质
序号
性质名称
性质内容
注意
1
对称性
⇔
2
传递性
不可逆
3
可加性
可逆
4
可乘性
c的符号
5
同向可加性
同向
6
同向同正可乘性
同向
7
可乘方性
同正
注意点:
(1)若,则;若,则.
(2)不等式只有加法和乘法运算,没有减法和除法运算.
【即学即练】
1.若,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
2.(多选)如果,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
题型01 用不等式(组)表示不等关系
【典例1】一个盒子中红、白、黑三种球分别为x个、y个、z个,黑球个数至少是白球个数的一半,至多是红球个数的 ,白球与黑球的个数之和至少为55,试用不等式(组)将题中的不等关系表示出来.
1.用不等式(组)表示不等关系的步骤:
(1)审清题意,明确条件中的不等关系的个数;
(2)适当设未知数表示变量;
(3)用不等式表示每一个不等关系,并写成不等式组的形式.
2.用不等式表示不等关系的注意点
(1)利用不等式表示不等关系时,应注意必须是具有相同性质,可以比较大小的两个量才可用,没有可比性的两个量之间不能用不等式来表示.
(2)在用不等式表示实际问题时,一定要注意单位统一.
【变式1】平流层是地球大气层的第2层,位于对流层之上,特点是空气以水平流动为主,大气稳定且几乎无云雨,是飞机平稳飞行的理想区域.某地平流层是地球表面以上10km(不含)到50km(不含)的区域,下述不等式中能表示平流层高度的是( )
A. B. C. D.
【变式2】在某校新生军训考核评比中,甲班的分数大于乙班的分数,甲班和乙班的分数之和大于170,且不大于190.设甲班和乙班的分数分别为,则用不等式组表示为( )
A. B.
C. D.
【变式3】某人元旦回家共,准备先坐动车再转汽车,从动车转汽车耗时10min,转汽车时离家还有,已知动车的平均速度为,汽车平均速度为,若从坐动车开始能在1小时内到家,则应该满足的不等式为( )
A. B.
C. D.
【变式4】建筑学规定,民用住宅的窗户面积必须小于地板面积,但窗户面积与地板面积的比应不小于10%,而且这个比值越大,采光效果越好.
(1)若某户住宅的窗户面积与地板面积的总和为132,则这户住宅的地板面积最多为多少平方米?
(2)若同时增加相同的窗户面积和地板面积,住宅的采光效果是变好了还是变坏了?请说明理由.
题型02 作差法与作商法比较大小
【典例1】(1)比较与的大小;
(2)设,,且,比较和的大小
(1)作差核心看差值符号;作商核心看商与1的大小。
(2)作差法无正负限制,作商法必须先判断两数符号,负数作商结论反向。
(3)快速选择技巧:加减结构代数式→优先作差法;乘方、指数、乘积正数→优先作商法
【变式1】已知,则与的大小关系为( )
A. B. C. D.与有关
【变式2】如果,,那么,,从小到大的顺序是___________
【变式3】记小明走路去学校的速度为,跑步去学校的速度为,方式一为一半的路程走路,一半的路程跑步,方式二为一半的时间走路,一半的时间跑步,则( )
A.方式二比方式一先到学校 B.方式一比方式二先到学校
C.两种方式到学校的时间一样 D.无法确定哪种方式先到学校
【变式4】试比较下列组式子的大小:
(1)与,其中;
(2)与,其中,;
(3)与,.
题型03 利用不等式的性质判断不等式
【典例1】(多选)已知实数a,b,c,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,,则
D.若,,则
1.加减规则
不等式两边同时加或者减去同一个数字,不管这个数字是正、负还是零,不等号开口方向都不会改变。
2.乘除规则
两边同时乘、除同一个正数,不等号方向不变;两边同时乘、除同一个负数,不等号必须调转方向;如果要乘除的式子正负没法确定,就不能直接判断大小,需要分情况讨论。
3.多个不等式合并规则
两个开口朝向相同的不等式,可以直接把左右两边分别相加;但只有两个不等式两边全是正数时,才能把两边分别相乘;同向的不等式不能直接相减、相除,没法推出确定大小关系。
4.倒数、乘方开方规则
(1)两边都是正数时,数字越大,倒数反而越小;
(2)两边都是正数,同时乘方、开方后,大小关系不变;
(3)如果包含负数,乘方结果要看次数奇偶,负数取倒数也要调转不等号
【变式1】已知a,b,c满足且,则下列选项中不一定能成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】已知实数,,,则( )
A.若,则 B.若,,则
C.若,则 D.若,,则
【变式3】(多选)已知,下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
题型04 利用不等式的性质证明不等式
【典例1】(1)已知,,,求证:;
(2)证明:.
(1) 拆分构造法:若需要证明的式子由多个简单式子组合而成,先分别利用已知条件推出每个简单式子的大小,再结合同向相加、同向正数相乘的性质合并;
(2) 等价变形法:把待证式子反向拆解,反推需要的中间条件,再顺着正向书写完整证明过程;
(3) 符号优先法:遇到乘除变形,先判断乘数、除数的正负,不确定符号时要分情况讨论再证明
【变式1】如果,都是正数,且,求证:.
【变式2】(1)设,证明:;
(2)已知,证明:.
【变式3】证明下列不等式:
(1)若,求证:;
(2)若,,,求证:.
题型05 利用不等式的性质求取值范围
【典例1】(1)已知,求的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
1.线性代数式范围(如两个变量加减组合)
不能直接单独求出单个变量范围再运算,会放大取值区间;正确做法是设目标式子为已知式子的倍数相加,解出倍数后再合并区间,保证取值精准。
2.乘除、平方类范围
先判断变量正负,正数相乘区间直接合并;负数相乘要反转不等号;取倒数时区间两端大小互换,不等号反向;平方要分正负区间分开讨论
3.先拆分目标式为已知区间式子的线性组合,借助同向不等式相加求范围;禁止单独拆分变量再加减,防止区间扩大;乘除、倒数、平方需先判断正负再调整区间方向,同时验证等号成立条件
【变式1】(多选)已知,则( )
A. B.
C. D.
【变式2】(多选)已知实数a,b满足,,下面说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.
【变式3】(1)已知,,则的取值范围是________.
(2)已知,,则的取值范围是________.
【变式4】已知,.
(1)求y的取值范围;
(2)求的取值范围;
(3)求的取值范围.
1.一般的人,下半身长与全身长的比值小于且不小于,用不等式表示为( )
A. B. C. D.
2.已知,则不等式正确的是( )
A. B. C. D.
3.已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(多选)已知实数,,,且,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
5.已知,,,则与的大小关系为_________.
6.(1)比较与的大小;
(2)已知,求证:.
7.已知,
(1)求的取值范围;
(2)比较两个代数式的大小:与.
1.若,则“”的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
2.学校组织高一、高二学生参观甲、乙两地博物馆,每位学生可自主选择一处前往.已知高一学生总人数多于高二学生总人数,前往甲地的全体学生总数多于前往乙地的全体学生总数,则( )
A.去甲地的高一学生人数多于去乙地的高一学生人数
B.去甲地的高一学生人数多于去乙地的高二学生人数
C.去甲地的高一学生人数不多于去乙地的高二学生人数
D.去乙地的高二学生人数不少于去甲地的高二学生人数
3.设,定义运算“”和“”如下:若,,则( )
A.且 B.且
C.且 D.且
4.(多选)若实数 满足 且 ,则( )
A. B.
C. D.
5.(多选)已知实数,满足,,则( )
A. B.
C.的最大值为15 D.的最小值为
6.已知,记为,三个数中最大的数,则的最小值为___________.
7.已知,.
(1)求证:;
(2)求证:.
8.假设克糖水中含有克糖,若再添加克糖(其中,),生活常识告诉我们:添加的糖完全溶解后,糖水会更甜.
(1)根据这个生活常识,提炼出一个不等式,并证明;
(2)利用(1)提炼的不等式证明:若为三角形的三边长,则;
(3)求证:,且.
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