摘要:
**基本信息**
以作差作商为核心方法,系统整合不等式性质与应用,构建"方法-性质-应用"递进逻辑,强化推理与运算能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础梳理|4要点|作差法/作商法步骤,倒数/糖水不等式结论|从比较方法到等式/不等式性质,形成概念体系|
|作差比较|15题|作差变形(配方/因式分解)判断符号|通过代数变形应用作差法解决大小比较|
|作商比较|13题|作商与1比较(注意正负)|针对正实数,强化作商技巧与条件判断|
|性质理解|19题|性质条件分析(同向/同正等)|结合充分必要条件,深化性质逻辑关系|
|性质应用|26题|范围叠加/实际问题建模|从代数范围到实际应用,提升综合运用能力|
内容正文:
1.3 不等式的性质及其应用
基础知识梳理
1.比较两个实数大小的方法
关系
方法
作差法
作商法
或
<0
或
2.等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
可逆
传递性
单向
可加(减)性
可逆
可乘性
单向
可除性
可逆
3.不等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
可逆
传递性
同向
可加性
可逆
可乘性
;
的符号
同向可加性
同向
同向同正
可乘性
同向,同正
可乘方性
同正
可开方性
同正
4.常考结论
①倒数性质的三个必备结论
(1).(口诀:同号同倒不等号改变)
(2).(口诀:异号同倒不等号不变)
(3).
②糖水不等式
若则(糖水不等式).
若则:
(1);(真分数越加越大,越减越小)
(2).(假分数越加越小,越减越大)
题型一 作差法比较代数式大小
1.已知,,且,则下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
2.已知,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
3.已知,则之间的大小关系是( )
A. B. C. D.无法比较
4.下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
5.下列运用等式或不等式的性质变形中,正确的是( )
A.如果那么 B.如果那么
C.如果那么 D.如果,那么
6.已知的三边长分别是,,,则最大内角的度数为( )
A. B. C. D.
7.已知,,,则( ).
A. B. C. D.
8.(多选)下列命题为真命题的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
9.(多选)已知实数,,满足,则下列不等式正确的有( )
A. B. C. D.
10.(多选)若,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
11.,,,则,,,由大到小的顺序是________.
12.对于,给出下列四个不等式①;②;③;④.其中成立的是________.
13.(1)已知,,,,比较p与q的大小,并说明理由;
(2)已知,,比较与的大小,并说明理由.
14.(1)已知都是实数,比较与的大小.
(2)求解不等式组
15.设,,当时,求证:.
题型二 作商法比较代数式大小
1.设,,,则( )
A. B. C. D.
2.已知,.设,,,则( )
A. B. C. D.
3.设,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
4.若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
5.(多选)若,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
6.(多选)已知实数满足,则以下大小关系正确的是( )
A.当时, B.
C. D.
7.(多选)设,,,则( )
A. B. C. D.无法确定
8.(1)作差法:_______,,_____
(2)作商法:_______,,____
9.设,,且,则和的大小关系是_________.
10.已知,则___________.(填“”“”或“”)
11.若,,则与的大小关系为______.(用“”连接)
12.(1)比较大小:与;
(2)设,比较与的大小.
13.(1)设,,比较与的大小;
(2)求关于的不等式的解集.
题型三 不等式的基本性质
1.已知R,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
2.设,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.设,,则是的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
4.若,则下列不等式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
5.已知,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
6.若,则“”是“”的( )条件.
A.充要 B.充分非必要 C.必要非充分 D.既不必要也不充分
7.对实数,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
8.已知实数,则“”是“”的( )
A.充分且不必要条件 B.必要且不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
9.已知a,b,c,d是实数,则“且”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
10.(多选)若,,则( )
A. B. C. D.
11.(多选)已知,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
12.(多选)已知实数a,b,c,d,则下列命题是真命题的是( )
A.若,则 B.若,,则
C.若,则 D.若且,则
13.(多选)下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
14.(多选)设且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
15.(多选)下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
16.已知,求证:.
17.(1)设,.试比较与的大小.
(2)已知,,.求证:.
18.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.
19.已知,都是正实数,证明:.
题型四 不等式性质的应用
1.已知,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.若,则的取值范围是()
A. B. C. D.
4.已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知实数满足,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.体育课是体育教学的基本组织形式,主要使学生掌握体育与保健基础知识,基本技术、技能,实现学生的思想品德教育,提高其运动技术水平.新学期开学之际,某校计划用不超过1500元的资金购买单价分别为120元的篮球和140元的足球.已知该校至少要购买8个篮球,且至少购买2个足球,则不同的选购方式有( )
A.6种 B.7种 C.8种 D.5种
二、多选题
7.已知,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
8.已知实数a,b满足,,下面说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.
9.(多选题)若实数a,b满足,则下列说法正确的有( )
A.的取值范围为 B.的取值范围是
C.的取值范围是 D.的取值范围是
10.已知实数x,y满足,则下列说法正确的有( )
A.x的取值范围为 B.y的取值范围为
C.的取值范围为 D.的取值范围为
三、填空题
11.关于的不等式组的整数解有且只有和,那么适合这个不等式组的整数对共有___________对.
12.若关于的不等式组的所有整数解之和为12,则的取值范围是__________.
13.已知,,则的取值范围是________.
14.已知,,且,则的值为____________.
15.以表示集合中最大的数,设,已知或,则的最小值为____.
16.已知,则的取值范围是___________
17.若实数,满足,,则的取值范围是________.
18.已知,,则的取值范围为______________,的取值范围为______________.
19.已知,则代数式的取值范围为_____________.
四、解答题
20.已知,,求的取值范围.
21.(1)已知,求的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
22.已知实数.
(1)若,则的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
23.已知,.
(1)求y的取值范围;
(2)求的取值范围;
(3)求的取值范围.
24.已知,,求,,的范围.
25.火车站有某公司待运的甲种货物,乙种货物.现计划用,两种型号的货箱共50节运送这批货物.已知甲种货物和乙种货物可装满一节型货箱,甲种货物和乙种货物可装满一节型货箱.
(1)据此安排,两种货箱的节数,共有几种方案?
(2)若每节型货箱的运费是万元,每节型货箱的运费是万元,哪种方案的运费最少?
26.已知.
(1)求,的取值范围;
(2)若将条件变为“”,求的范围.
第 1 页 共 9 页
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1.3 不等式的性质及其应用
基础知识梳理
1.比较两个实数大小的方法
关系
方法
作差法
作商法
或
<0
或
2.等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
可逆
传递性
单向
可加(减)性
可逆
可乘性
单向
可除性
可逆
3.不等式的性质
性质
性质内容
注意
对称性
可逆
传递性
同向
可加性
可逆
可乘性
;
的符号
同向可加性
同向
同向同正
可乘性
同向,同正
可乘方性
同正
可开方性
同正
4.常考结论
①倒数性质的三个必备结论
(1).(口诀:同号同倒不等号改变)
(2).(口诀:异号同倒不等号不变)
(3).
②糖水不等式
若则(糖水不等式).
若则:
(1);(真分数越加越大,越减越小)
(2).(假分数越加越小,越减越大)
题型一 做差法比较代数式大小
1.已知,,且,则下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用不等式的性质证明,或者构造反例说明,即可得解.
【详解】对于A,若,则,故A错误;
对于B,若,满足,则,故B错误;
对于C,显然成立,C正确;
对于D,,当时等号成立,故D错误.
2.已知,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】应用作差法计算判断各个选项.
【详解】对于A,由题意,即,故A错误;
对于B,由题意,即,故B错误;
对于C,由题意,即,故C正确;
对于D,由题意,即,故D错误.
3.已知,则之间的大小关系是( )
A. B. C. D.无法比较
【答案】A
【分析】设,则,,代入可得,,可证,进而得出答案.
【详解】设,则,
可得,,
因为,
即,
且,,可得,所以.
4.下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】使用特值法分析选项AD,因式分解分析选项B,作差法分析选项C.
【详解】若,则,选项A错误;
因为即,解得,选项B错误;
,
,
则,选项C正确;
若,
因为,,所以只有时等号成立,
不存在实数使得正弦值和余弦值同时等于1,选项D错误.
5.下列运用等式或不等式的性质变形中,正确的是( )
A.如果那么 B.如果那么
C.如果那么 D.如果,那么
【答案】B
【详解】对于A,若,则等式变形不成立;A错误;
对于B,若,则,,
所以,B正确;
对于C,时,满足,但,C错误;
对于D,,
因为,所以,但的符号不确定,
当时,,当时,,当时,,D错误.
6.已知的三边长分别是,,,则最大内角的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先根据已知并应用作差法比较大小确定最大边,即对应的最大角,再应用余弦定理求最大内角.
【详解】已知,三边长分别为,,,
所以,,则是最大边,对应最大角,
由,
由,因此.
7.已知,,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】方法一:作出单位圆,由面积大小关系得到,从而得到,再利用作差法,二倍角公式得到,从而得到答案;方法二:通过构造函数和,求导判断函数的单调性即可比较大小.
【详解】方法一:设,作出单位圆,与轴交于点,则,
过点作垂直于轴,交射线于点,连接,过点作⊥轴于点,
由三角函数定义可知,,,
设扇形的面积为,则,即,
故,
所以,即,
又,故,即,
由,
因为,所以,故,
综上可得,.
方法二:设函数,则,
因,可得,故,即函数在上单调递增,
故,即在上恒成立,
因,则,即,故;
再设函数,则,
令,则,即函数在上单调递增,
则,故函数在上单调递增,
则,故在上恒成立,
因,则,即.
综上可得.
8.(多选)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】A选项,当时,,所以A选项错误;
B选项,若,则,所以,所以B选项正确;
C选项,若,则,所以C选项错误;
D选项,若,则,则,所以D选项正确.
9.(多选)已知实数,,满足,则下列不等式正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】对AB选项可通过作差比较法及不等式性质判断可得,对C选项可通过作商比较法及指数函数的性质判断可得,对D选项则通过特殊值法判断可得.
【详解】选项A:对两式作差得,
由,得,,所以,即,A正确;
选项B:对两式作差得,
由,得,又,
所以,即,B正确;
选项C:因为,所以,
对两式作商得,
由得,由得,因为函数在上单调递增,
所以,即,C正确;
选项D:取特殊值,左边,右边,
此时,不满足大于关系,D错误.
10.(多选)若,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】对于A,由指数函数的单调性可判断,对于BCD,通过作差法可判断.
【详解】选项A:当时,指数函数 在R上单调递减,
又,所以,故A错误;
选项B:变形得: ,
因为 且 ,所以 ,即 ,B正确;
选项C:作差整理: ,
因为,则,,
可得 ,,
故,即 ,C正确;
选项D:作差整理: ,
因为,得 ,其余项都为正,
故,即 ,D错误.
11.,,,则,,,由大到小的顺序是________.
【答案】
【分析】根据题意,利用作差法判断即可.
【详解】已知,,,则,,,,
由于,所以,
由于,所以,
所以,
综上,.
12.对于,给出下列四个不等式①;②;③;④.其中成立的是________.
【答案】②④
【分析】利用作差法得,再由判断与都为减函数即可.
【详解】由,
因为,所以,所以,即,
因为,所以为减函数,为减函数,
所以且.
13.(1)已知,,,,比较p与q的大小,并说明理由;
(2)已知,,比较与的大小,并说明理由.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)利用差比较法判断两者的大小关系.
(2)利用差比较法判断两者的大小关系.
【详解】(1),理由:
由, ,
作差得 .
因 ,,故 ,又 ,
所以 ,即 ,当且仅当 时取等号.
(2),理由:
作差得
.
因 ,,故 ,,又 ,
所以 ,
即 ,当且仅当 时取等号.
14.(1)已知都是实数,比较与的大小.
(2)求解不等式组
【答案】(1)当时, ;当或时, .
(2)
【详解】(1)由 ,当且仅当时,等号成立,
所以当时, .
所以当或时, .
(2)由 得 所以 或 ;
由 ,移项通分得 即 ,
所以,解得,
由,
所以不等式组的解是.
15.设,,当时,求证:.
【答案】略
【分析】利用作差法可得,分析可知与同号,可得,即可得结果.
【详解】由题意可得:
.
因为,则,
当时,,,当且仅当时,等号成立;
当时,,;
综上所述:与同号,可得,所以.
题型二 作商法比较代数式大小
1.设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,,
因为,且,
所以,即,
,因为,幂函数在上单调递增,,
所以,因此,即,
,
因为,,所以,
因为,所以,即,
因此.
2.已知,.设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意整理对数式,根据已知的大小关系,结合对数的运算律与公式,可得答案.
【详解】由题意可得,,
因为,,所以两边取对数整理可得,,所以
又,,,
且,即,
所以,,所以.
故选:D.
3.设,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先由指数函数的单调性比较与的大小,再作商比较的大小即可得解.
【详解】,
,
而,因为,所以,
所以,故,
所以.
故选:B
4.若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用指数函数的单调性以及对数函数单调性可判断范围,比较它们的大小;利用作商法比较的大小,即可得答案.
【详解】因为函数在R上单调递增,所以.
又,所以.
因为,故在上单调递减,
所以,所以,
所以实数的大小关系为,
故选:B.
5.(多选)若,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】对于A,由,两边同除以正数即可求解;对于B,使用反例证伪即可,对于C,将原不等式转化为即可求解,对于D,使用不等式的传递性完成放缩即可.
【详解】因为,所以,
对于A,因为,且,则有,进而可得,故A正确;
对于B,不妨取,此时,满足,
此时,
以2为底的指数函数单调递增且,则,此时,故B错误;
对于C,因为,,则有,进而,即,
因为,即,因为,即,
不等式两边同时除以得,
整理得,故C正确;
对于D,因为,,则,
因为,,则,
进而有,即,故D正确.
6.(多选)已知实数满足,则以下大小关系正确的是( )
A.当时, B.
C. D.
【答案】AD
【分析】应用指数幂的性质、作差作商或平方法,结合不等式的性质判断各项的正误.
【详解】A:由,则且,故,对;
B:当时,,错;
C:,而,的符号不定,
所以的符号不能确定,故大小不定,错;
D:法一:,
而,则;
法二:由,
则 ,
所以;
法三:
,
,,
故,对.
故选:AD
7.(多选)设,,,则( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】AB
【分析】根据换底公式,结合基本不等式与作商法判断即可.
【详解】因为,,,
又,
,
故,,所以,.
故选:AB
8.(1)作差法:_______,,_____
(2)作商法:_______,,____
【答案】 > < > <
【分析】由作差法,作商法定义可得答案.
【详解】故答案为:
9.设,,且,则和的大小关系是_________.
【答案】
【分析】由,,且,得到,
再分和讨论求解.
【详解】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:.
10.已知,则___________.(填“”“”或“”)
【答案】
【分析】将指数式化为对数式,然后用作商法,结合换底公式即可比较大小.
【详解】由题得,,
而,所以.
故答案为:
11.若,,则与的大小关系为______.(用“”连接)
【答案】
【分析】利用作商法以及基本不等式可得出两个对数式的大小关系.
【详解】
,
因为,,则,,
所以.
故答案为:.
12.(1)比较大小:与;
(2)设,比较与的大小.
【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)
,
因为,所以,
即.
(2)由,得,,,
因此,
所以.
13.(1)设,,比较与的大小;
(2)求关于的不等式的解集.
【答案】(1);
(2)当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
【分析】(1)根据条件得到,再通过作商法,即可求解;
(2)先分和,时,易解得,时,原不等式可变形为,再利用一元二次不等式的解法,对分类讨论,即可求解.
【详解】(1)因为,,
则,
故,当且仅当时取等号.
(2)当时,不等式可化为一次不等式:,则有;
当时,不等式可化为二次不等式.
①当时,,可得或.
②当时,.
时,则;时,解集为;时,则.
综上所述:
当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
题型三 不等式的基本性质
1.已知R,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
【详解】若,,故成立.
若,取,,满足,但,故不成立.
综上所述,“”是“”的充分不必要条件.
2.设,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】结合重要不等式和赋值法,根据充分条件和必要条件的定义直接判断即可.
【详解】若,则,
所以,故必要性成立.
取,,则,
但,充分性不成立.
因此“”是“”的必要不充分条件.
3.设,,则是的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【分析】根据充分条件、必要条件的定义结合不等式的性质判断.
【详解】充分性:若,由不等式的性质可知成立,
必要性:若成立,但不一定成立,
例如:,成立,但不满足,
所以是的充分不必要条件.
4.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.
5.已知,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A、B,当时,,所以,故A、B均不正确;
对于C、D,因为,所以,又,所以,所以,即,C正确,D错误;
6.若,则“”是“”的( )条件.
A.充要 B.充分非必要 C.必要非充分 D.既不必要也不充分
【答案】C
【详解】充分性:由“”可得,但当时,,不满足“”,
因此充分性不成立;
必要性:由“”可得,所以,即,可知必要性成立;
因此“”是“”的必要非充分条件.
7.对实数,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】C
【分析】应用不等式性质结合充分必要条件的定义求解即可.
【详解】对实数,当时,,则,
当时,,则,
则“”是“”的充要条件.
故选:C.
8.已知实数,则“”是“”的( )
A.充分且不必要条件 B.必要且不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】若,不妨取,,此时,所以不能推出,
若等价于,因为,所以,
即能推出,
综上,“”是“”的必要且不充分条件,
故选:B
9.已知a,b,c,d是实数,则“且”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】应用不等式性质化简得出充分性成立,再应用特殊值法判断必要性即可.
【详解】当,
又,∴,充分性成立,
反过来,不妨取,,,,则,
但且不成立,故必要性不成立.
故选:A.
10.(多选)若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】本题考查不等式的基本性质、幂函数的单调性,可通过性质推导或特值法验证选项.
【详解】选项A:由,两边同乘得,
结合,根据不等式性质:若,,则,
可得,即,所以选项A正确.
选项B:取特值,,,,则,,
此时,所以选项B错误.
选项C:已知,,设幂函数,
因为,所以幂函数在上单调递减,
根据幂函数的单调性,可得,所以选项C错误.
选项D:对进行通分:.
因为,所以,,,则.
所以,即,所以,所以选项D正确.
11.(多选)已知,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】利用不等式的性质即可判断AC,利用作差法即可判断B,利用基本不等式即可判断D.
【详解】对于A:由得,又,所以,故A正确;
对于B:,又,
所以,所以,
所以,所以,故B错误;
对于C:由,所以,故C错误;
对于D:,
由,所以,所以,
当,即时,等号成立,
所以,故D正确.
12.(多选)已知实数a,b,c,d,则下列命题是真命题的是( )
A.若,则 B.若,,则
C.若,则 D.若且,则
【答案】BCD
【详解】对于A,,若,则,故A为假命题;
对于B,,,又,,故B为真命题;
对于C,,则,,故C为真命题;
对于D,且,则,,故D为真命题.
13.(多选)下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
【答案】ABD
【分析】对于A,由不等式同向可加性可判断选项正误;对于B,由可判断选项正误;对于C,通过举特例可判断选项正误;对于D,由作差法可判断选项正误.
【详解】对于A,因,由不等式同向可加性可得,故A正确;
对于B,因,则,故B正确;
对于C,当,时,,故C错误;
对于D,,
因,则,
从而,故D正确.
故选:ABD
14.(多选)设且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】通过变形比较判断A、C;通过特值判断B、D.
【详解】对于选项:变形为,因实数的平方非负,故该不等式一定成立;
对于选项:取,得,故该不等式不一定成立;
对于选项:变形为,因实数的平方非负,故该不等式一定成立;
对于选项:取,得,故该不等式不一定成立.
故选:AC.
15.(多选)下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】BC
【分析】由不等式性质逐项分析判断即可.
【详解】对于A:若,则当时,;时,;时,,A错误;
对于B:因为,所以,所以,所以,
即,不等式两侧同时乘以,得,即,B正确;
对于C:因为,所以,所以,C正确;
对于D:因为,所以,所以,即,D错误;
故选:BC.
16.已知,求证:.
【答案】略
【分析】利用不等式的性质及作差法比较,即可得到结论.
【详解】证明:方法一:因为,所以,
所以,所以,
所以,
即,所以,
又因为,所以.
方法二:
因为,所以,
所以,所以,
所以,因此.
17.(1)设,.试比较与的大小.
(2)已知,,.求证:.
【答案】(1);
(2)略
【分析】(1)根据题意,利用作差比较法,即可求解;
(2)根据题意,利用不等式的基本性质,即可得证.
【详解】(1)解:由,,
则,
因为,可得,所以;
(2)因为,可得,
又因为,所以,所以,
因为,所以
18.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.
【答案】(1);证明见解析;
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据题意分析可得,其中,,并利用作差法分析证明.
(2)利用糖水不等式,结合不等式的性质推理可得.
【详解】(1)因为加糖后糖水更甜,即糖水的浓度变大,所以提炼出的不等式为: ;
证明如下:利用作差法证明
,
所以,不等式成立.
(2)因为为三角形的三边长,所以
由(1)知,
,
,
将上述三个不等式相加可得:
,
所以
19.已知,都是正实数,证明:.
【答案】略
【分析】结合不等式的加法法则,利用基本不等式即可证明.
【详解】因为,都是正实数,
所以,当且仅当即时等号成立;
,当且仅当即时等号成立;
所以,即,当且仅当时等号成立.
题型四 不等式性质的应用
1.已知,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】使用不等式的性质求解.
【详解】因为,,所以,,
因为,所以,即,得,
将代入中,得,即,得,
所以.
2.已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得,而,则.
3.若,则的取值范围是()
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,解得.
,,相加得.
4.已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意可知,
由可得,又,
所以,即的取值范围是.
5.已知实数满足,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】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.
【详解】设 ,
则,解得,所以;
又,,
所以 ,
所以.
故选:B.
6.体育课是体育教学的基本组织形式,主要使学生掌握体育与保健基础知识,基本技术、技能,实现学生的思想品德教育,提高其运动技术水平.新学期开学之际,某校计划用不超过1500元的资金购买单价分别为120元的篮球和140元的足球.已知该校至少要购买8个篮球,且至少购买2个足球,则不同的选购方式有( )
A.6种 B.7种 C.8种 D.5种
【答案】D
【分析】根据题意列出不等式组,解出符合题意的组合即可.
【详解】设购买的篮球个数为,足球个数为,且,
根据题意可得,
解得符合题意的有序整数对可以是,
共5种不同的购买方式.
故选:D
7.(多选)已知,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】对于A,由,,得,则,故A正确;
对于B,由,,得,则,故B正确;
对于C,由,,得,则,故C错误;
对于D,由,,得,,则,故D正确.
8.(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.
9.(多选)若实数a,b满足,则下列说法正确的有( )
A.的取值范围为 B.的取值范围是
C.的取值范围是 D.的取值范围是
【答案】ABC
【分析】利用不等式的性质判断AB;求得,然后利用不等式的性质判断CD;
【详解】对于A,由,
两式相加得,即,故A正确;
对于B,由,得,又,
两式相加得,即,故B正确;
对于CD,设,
所以,解得,则,
因为,所以,
又因为,所以,
所以,即,故C正确,D错误.
10.(多选)已知实数x,y满足,则下列说法正确的有( )
A.x的取值范围为 B.y的取值范围为
C.的取值范围为 D.的取值范围为
【答案】AD
【分析】对于AB,根据不等式的同向可加性求解即可;对于C,由A知x的取值范围,结合对勾函数的性质可得的取值范围;对于D,根据指数幂的运算性质将展开,根据指数函数的单调性及不等式的同向可加性可得所求范围.
【详解】对于A,因为,则由,可知,即,故A正确;
对于B,因为,则由,可知,即,故B错误;
对于C,由A知,根据对勾函数的性质知在上单调递减,所以的取值范围为,故C错误;
对于D,因为,又,
所以,所以,
所以的取值范围为,故D正确.
故选:AD.
11.关于的不等式组的整数解有且只有和,那么适合这个不等式组的整数对共有___________对.
【答案】6
【分析】解不等式组,根据不等式组的解确定整数,即可得解.
【详解】由有解可得,
又关于的不等式组的整数解有且只有和,
所以,解得且,又,
所以,,
所以适合这个不等式组的整数对共有对.
12.若关于的不等式组的所有整数解之和为12,则的取值范围是__________.
【答案】或
【分析】先求解不等式组得到解集,再根据整数解的和为12确定所有可能的整数解集合,进而推导的取值范围.
【详解】由,得;
当时,所有的整数解为,所以;
当时,所有的整数解为,所以;
综上,的取值范围是或.
13.已知,,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】利用不等式的性质来确定的取值范围.
【详解】,,又因为,
,即.
14.已知,,且,则的值为____________.
【答案】
【分析】利用的范围,以及条件,可得到的值,利用取等情况可得答案.
【详解】由已知条件,,,
可得:当时,取到最大值,
;
当时,取到最小值为,
.
因此,而题设给出,
故必有,当且仅当或时成立.
当时,,,,;
当时,,,,.
因此,的值为
15.以表示集合中最大的数,设,已知或,则的最小值为____.
【答案】
【分析】利用换元法表示出、,再根据不等式性质,分情况讨论求解.
【详解】令,,,其中,
所以,
令,因此,
若,则,即,
所以,则,
若,则,即,
所以,则,
又,
综上所述,,当且仅当,且时等号成立,
取,,,满足,且,
此时,
因此的最小值为.
故答案为:.
16.已知,则的取值范围是___________
【答案】
【分析】先根据的范围求出的范围,再与的范围相加,从而得到的取值范围.
【详解】因为,所以,
又因为,所以,
即的取值范围为.
故答案为:
17.若实数,满足,,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】先求出的范围,然后结合不等式的性质进行计算.
【详解】由于,则;
由于,则,
两式相加,则.
故答案为:
18.已知,,则的取值范围为______________,的取值范围为______________.
【答案】
【分析】由不等式的性质先求出的范围,再求得的取值范围;先求得的范围,再求出的范围,最后求得的取值范围.
【详解】由,得.
因为,所以.
所以的取值范围为.
因为,所以.
因为,所以,所以.
所以的取值范围为.
故答案为:;.
19.已知,则代数式的取值范围为_____________.
【答案】
【分析】依据不等式的性质得到答案.
【详解】因为,所以.
因为,所以,
当,所以,即;
当时,;
当时,,综上,,
故答案为: .
20.已知,,求的取值范围.
【答案】
【详解】因为,所以;
由 .
所以,
即.
所以的取值范围为.
21.(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.
22.已知实数.
(1)若,则的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,利用不等式性质求出范围.
(2)将用表示出,再利用不等式的性质求出范围.
【详解】(1)由,得,
当时,,则,即,
当时,,因此,
所以的取值范围是.
(2)依题意,,
由,得,
则,所以的取值范围是.
23.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.
24.已知,,求,,的范围.
【答案】,,
【分析】利用不等式的基本性质,对已知不等式进行变形、运算,逐步推导目标代数式的取值范围.
【详解】 ,,
,,
,;
,,
,
.
25.火车站有某公司待运的甲种货物,乙种货物.现计划用,两种型号的货箱共50节运送这批货物.已知甲种货物和乙种货物可装满一节型货箱,甲种货物和乙种货物可装满一节型货箱.
(1)据此安排,两种货箱的节数,共有几种方案?
(2)若每节型货箱的运费是万元,每节型货箱的运费是万元,哪种方案的运费最少?
【答案】(1)三种
(2)安排型货箱30节,型货箱20节时运费最少
【分析】(1)根据不等关系列出相应不等式以及方程,解出型货箱的节数,可分为三种方案;
(2)根据相应货箱的运费,得出方案三运费最少.
【详解】(1)设安排两种货箱分别为节,节,
则可列不等式组,
利用不等式即可解得,
,或,或.
共有三种方案:
方案一,安排型货箱28节,型货箱22节;
方案二,安排型货箱29节,型货箱21节;
方案三,安排型货箱30节,型货箱20节.
(2)共有三种方案,运费分别为:
安排两种货箱分别为28节,22节,运费为万元
安排两种货箱分别为29节,21节,运费为万元.
安排两种货厢分别为30节,20节,运费为万元.
易知安排型货箱30节,型货箱20节时,运费最少,为31万元.
26.已知.
(1)求,的取值范围;
(2)若将条件变为“”,求的范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用不等式的性质和齐次化可求的取值范围;
(2)利用待定系数法结合不等式的性质可求的范围.
【详解】(1)因为,所以,所以;
因为,所以,∴,,即
所以,
(2)令,所以,
所以,则,所以.
因为,所以,
所以.
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