内容正文:
§3 不等式
3.1 不等式的性质
【课前预习】
知识点二
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诊断分析
(1)× (2)× (3)√ [解析] (1)取a=3,b=2,c=-1,d=-3,满足a>b,c>d,但a-c<b-d,故(1)错误.
(2)取a=-1,b=-2,c=-3,d=-4,则a>b,c>d,但ac<bd,故(2)错误.
(3)∵b>0,>1,∴·b>b,即a>b,故(3)正确.
【课中探究】
探究点一
例1 (1)> [解析] ∵===>=1,b>0,∴a>b.
(2)解:(x3-1)-(2x2-2x)=(x3-x2)-(x2-2x+1)=x2(x-1)-(x-1)2=(x-1)(x2-x+1),
∵x2-x+1=+≥>0,
∴当x>1时,(x-1)(x2-x+1)>0,即x3-1>2x2-2x;
当x=1时,(x-1)(x2-x+1)=0,即x3-1=2x2-2x;
当x<1时,(x-1)(x2-x+1)<0,即x3-1<2x2-2x.
变式 B [解析] a-b=+-,且(+)2=5+2>7,故a>b;a-c=2-且(2)2=8>6,故a>c;b-c=(+)-(+)且(+)2=9+2>9+2=(+)2,故c>b.所以a>c>b,故选B.
探究点二
例2 (1)D [解析] 因为a>b,所以a+c>b+c,故A不成立;当c=0时,ac=bc=0,故B不一定成立;当c=0时,=0,故C不一定成立;因为a>b,所以a-b>0,又c2≥0,所以(a-b)c2≥0,故D一定成立.故选D.
(2)证明:因为a>b>c,且a+b+c=0,所以a>0,c<0,
a-c>b-c>0,则(a-c)(b-c)>0,则>0,
所以·(a-c)>·(b-c)>0,
即>>0.
又c<0,所以>.故得证.
变式 (1)BCD [解析] 对于A选项,当a=4,b=1,c=2,d=1时满足已知条件,但此时a-c>b-d,A选项错误;对于B选项,由不等式的同向可加性及a>b,c>d,可得a+c>b+d,B选项正确;对于C选项,由a>b>0,c>d>0,可得ac>bd>0,所以<,C选项正确;对于D选项,由a>b>0,c>d>0,可得(b+c)(b+d)>0,(a+c)(b+d)-(b+c)(a+d)=ad+bc-bd-ac=(a-b)(d-c)<0,所以>0,0<(a+c)(b+d)<(b+c)(a+d),得<,D选项正确.故选BCD.
(2)证明:-=.
∵>且a,b∈(0,+∞),∴b>a>0.
又∵x>y>0,∴bx>ay>0,x+a>0,y+b>0,
∴>0,∴>.
探究点三
例3 解:(1)因为-1<x<4,2<y<3,所以-3<-y<-2,所以-4<x-y<2.
(2)由-1<x<4,2<y<3,得-3<3x<12,4<2y<6,所以1<3x+2y<18.
变式 BC [解析] 因为2≤x≤5,1<y≤3,所以3<x+y≤8,2<xy≤15,故A错误,B正确.因为-3≤-y<-1,所以-1≤x-y<4,故C正确.因为≤<1,所以≤<5,故D错误.故选BC.
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§3 不等式
3.1 不等式的性质
【学习目标】
1.通过具体情境,感受、理解不等关系在现实生活中是普遍存在的.
2.掌握不等式的基本性质,运用基本性质比较两个实数的大小,掌握证明不等式的基本方法“作差法”.
◆ 知识点一 不等关系基本事实
关于实数a,b大小的比较,有以下基本事实:
如果a-b是正数,那么a>b;
如果a-b等于0,那么a=b;
如果a-b是负数,那么a<b.反过来也成立.
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.
◆ 知识点二 不等式的性质
序号
别名
性质内容
注意
1
传递性
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
2
可加性
a>b⇔a+c b+c
可逆
3
可乘性
a>b,c>0⇒ac bc
c的符号
a>b,c<0⇒ac bc
4
同向可加性
a>b,c>d⇒a+c b+d
不可逆
(续表)
序号
别名
性质内容
注意
5
同向正值
可乘性
a>b>0,c>d>0⇒ac bd
不可逆
a>b>0,c<d<0⇒ac bd
6
可开方性
a>b>0⇒>
n∈N+,n≥2
特殊地,当a>b>0时,an>bn,其中n∈N+,n≥2.
【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若a>b,c>d,则a-c>b-d. ( )
(2)若a>b,c>d,则ac>bd. ( )
(3)若b>0,且>1,则a>b. ( )
◆ 探究点一 比较大小
例1 (1)[2024·中央民族大学附中高一月考] 设a=,b=3-,则a b.(填“>”或“<”)
(2)已知x∈R,比较x3-1与2x2-2x的大小.
变式 已知a=,b=-,c=-,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.c>b>a
[素养小结]
作差法比较两个实数(或代数式)的大小的一般步骤为作差、变形、判断符号、得到结论.这里的“判断符号”是目的,“变形”是关键.其中变形的方法技巧较多,常见的有因式分解法、配方法、有理化法等.若变形后所得式子的符号不能确定,则需要通过分类讨论来进行大小的比较.
◆ 探究点二 不等式性质的应用
例2 (1)若a,b,c∈R,且a>b,则下列不等式一定成立的是 ( )
A.a+c<b+c B.ac>bc
C.>0 D.(a-b)c2≥0
(2)已知a>b>c,且a+b+c=0,求证:>.
变式 (1)(多选题)[2024·江苏徐州高级中学高一期中] 已知a,b,c,d都是正数,且a>b,c>d,则下列关系式中正确的有 ( )
A.a-c<b-d
B.a+c>b+d
C.<
D.<
(2)已知a,b,x,y∈(0,+∞),且>,x>y,求证:>.
[素养小结]
利用不等式的性质进行不等式的证明,常用方法有两种:一是通过作差、变形、判断符号来证明;二是从条件出发,结合不等式的性质,不断变形构造出所证不等式.
◆ 探究点三 利用不等式的性质求代数式的取值范围
例3 已知-1<x<4,2<y<3.
(1)求x-y的取值范围;
(2)求3x+2y的取值范围.
变式 (多选题)[2024·河南济源高级中学高一月考] 设x,y为实数,满足2≤x≤5,1<y≤3,则下列结论正确的是 ( )
A.3≤x+y≤8 B.2<xy≤15
C.-1≤x-y<4 D.<≤5
[素养小结]
在应用不等式的性质求范围时要注意,同向(异向)不等式的两边可以相加(相减),这种转化不是等价变形,如果在解题过程中多次使用这种转化,就有可能扩大取值范围.有时需建立待求代数式的整体与已知代数式的整体之间的关系,最后利用一次不等式的性质进行运算,从而求得待求代数式的取值范围.
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