3.1 不等式的基本性质-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中数学必修第一册教师用书word(苏教版)
2026-09-18
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教辅
摘要:
本讲义聚焦不等式的基本性质核心知识点,通过糖水变甜实例引入,梳理实数大小比较基本事实,系统呈现对称性、传递性等性质,构建从具体情境到抽象性质的学习支架,衔接等式性质与不等式应用。
特色在于情境化设计与逻辑推理结合,以糖水问题培养数学抽象,通过作差法比较大小和性质证明发展逻辑推理,题型分类清晰且例题解析详细。课中助力教师分层教学,课后帮助学生巩固知识,提升解决实际问题能力。
内容正文:
3.1 不等式的基本性质
课标
要求
1.理解相等关系、不等关系是数学中最基本的数量关系(数学抽象、逻辑推理).
2.梳理等式的性质,理解不等式的概念,掌握不等式的性质(逻辑推理).
已知b克糖水中含有a克糖(b>a>0),则糖的质量和糖水的质量比为.若再添加m克糖(m>0)且完全溶解,则糖的质量和糖水的质量比为.
【问题】 (1)添加糖后,糖水会变甜吗?
(2)你能根据这个事实写出a,b,m所满足的不等关系吗?
知识点一 实数大小比较的基本事实
文字表示
符号表示
当a-b为正数时,称 a>b
a>b⇔a-b > 0
当a-b为0时,称 a=b
a=b⇔a-b = 0
当a-b为负数时,称 a<b
a<b⇔a-b < 0
【想一想】
在比较两实数a,b大小的依据中,a,b两数是任意实数吗?
提示:是.
知识点二 不等式的性质
性质
别名
性质内容
注意
1
对称性
a>b⇔b < a
可逆
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
⇒ac > bc
c的符号
⇒ac < bc
性质
别名
性质内容
注意
5
同向可加性
⇒a+c > b+d
同向
6
同向同正可乘性
⇒ac > bd
同向
同正
7
可乘方性
a>b>0⇒an > bn(n∈N*)
同正
提醒:(1)若a>b>0,则0<<;若a<b<0,则0>>;(2)不等式只有加法和乘法运算,没有减法和除法运算.
1.已知a>b,c>d,且c,d均不为0,那么下列不等式一定成立的是( )
A.ad>bc B.ac>bd
C.a-c>b-d D.a+c>b+d
解析:D 令a=2,b=-2,c=3,d=-6,可排除A、B、C.由不等式性质5知,D一定成立.
2.设a=3x2-x+1,b=2x2+x,则( )
A.a>b B.a<b
C.a≥b D.a≤b
解析:C a-b=(3x2-x+1)-(2x2+x)=x2-2x+1=(x-1)2≥0,所以a≥b.
3.〔多选〕(2026·如皋质检)下列结论中错误的是( )
A.若x<y<0,则> B.若x2=1,则x=1
C.若x=y,则= D.若x<y,则x2<y2
解析:BCD 因为-=,因为x<y<0,故y-x>0,xy>0,即->0,所以>,故A正确;由x2=1,得x=±1,x不一定为1,故B错误;若x=y<0,,无意义,故C错误;若x<y<0,x2>y2,故D错误.故选B、C、D.
4.已知a+b>0,b<0,那么a,b,-a,-b从小到大依次排列的顺序是-a<b<-b<a.(用“<”连接)
解析:因为a+b>0,所以a>-b,b>-a,又b<0,则-b>0,所以-a<b<-b<a.
题型一 作差法比较大小
(链接教科书第53页例3)(1)比较两数(a2-1)2与a4-a2+1的大小;
(2)已知:a>0,b>0,试比较+与的大小.
解:(1)因为(a2-1)2-(a4-a2+1)=a4-2a2+1-a4+a2-1=-a2.
当a=0时,-a2=0,所以(a2-1)2=a4-a2+1;
当a≠0时,-a2<0,所以(a2-1)2<a4-a2+1.
(2)(+)-=,因为a>0,b>0,所以>0,所以+>.
通性通法
作差法比较大小的步骤
1.(2026·徐州月考)已知M=(a+2)(a+3),N=a2+5a+4,则( )
A.M>N B.M<N
C.M=N D.M≥N
解析:A M-N=(a+2)(a+3)-(a2+5a+4)=2>0,故M>N.故选A.
2.已知a≥1,试比较M=-和N=-的大小.
解:因为a≥1,
所以M=->0,N=->0.
又==+,==+,-=->0,所以>>0,所以M<N.
题型二 不等式性质的应用
角度1 利用不等式性质判断命题的真假
〔多选〕下列命题中为真命题的是( )
A.0>a>b⇒a2>b2
B.a2>b2⇒a>b>0
C.若a<b<0,则a2>ab>b2
D.若a>b,>,则a>0,b<0
解析:CD 对于A,由0>a>b可知,0<-a<-b,则由不等式性质7可知,(-b)2>(-a)2,即b2>a2,故A为假命题;对于B,不等式性质7不具有可逆性,故B为假命题;对于C,由可得a2>ab.因为所以ab>b2,从而有a2>ab>b2,故C为真命题;对于D,由>,可知-=>0.因为a>b,所以b-a<0,于是ab<0.又因为a>b,所以a>0,b<0,故D为真命题.
通性通法
利用不等式的性质判断命题真假的2种方法
(1)直接法:对于真命题,利用不等式的相关性质或函数的相关性质证明;对于假命题只需举出一个反例即可;
(2)特殊值法:注意取值一定要遵循三个原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是所取的值要有代表性.
角度2 利用不等式性质证明不等式
〔一题多解〕(链接教科书第53页例2)已知c>a>b>0,求证:>.
证明:法一 -===,
因为c>a>b>0,所以c>0,c-a>0,c-b>0,a-b>0,
所以>0,所以>.
法二 因为a>b>0⇒-a<-b⇒c-a<c-b.
因为c>a>b>0,所以0<c-a<c-b.
上式两边同乘,得>>0.
又因为a>b>0,所以>.
通性通法
利用不等式的性质证明不等式的注意事项
(1)不等式证明的实质是比较两个实数(代数式)的大小;
(2)证明不等式可以利用不等式性质证明,也可以用作差(商)比较法证明;
(3)应用不等式的性质进行证明时,应注意紧扣不等式的性质成立的条件,且不可省略条件或跳步推导,更不能随意构造性质与法则.
角度3 利用不等式性质求代数式的范围
已知1<a<4,2<b<8,试求2a+3b与a-b的取值范围.
解:∵1<a<4,2<b<8,∴2<2a<8,6<3b<24.
∴8<2a+3b<32.∵2<b<8,∴-8<-b<-2.
又∵1<a<4,∴1+(-8)<a+(-b)<4+(-2),
即-7<a-b<2.故2a+3b的取值范围是(8,32),a-b的取值范围是(-7,2).
【母题探究】
(变设问)在本例条件下,求的取值范围.
解:∵2<b<8,∴<<,而1<a<4,
∴1×<a·<4×,即<<2.
故的取值范围是(,2).
通性通法
利用不等式的性质求范围的策略
(1)建立待求范围的整体与已知范围的整体的关系,利用不等式的性质进行运算,求得待求的范围;
(2)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,就有可能扩大其范围.
1.〔多选〕已知<<0,则下列结论正确的是( )
A.a<b B.ab>a+b
C.|a|<|b| D.ab>b2
解析:BC 由<<0可得b<a<0,显然选项A不正确;因为b<a<0,所以ab>0,a+b<0,所以ab>a+b,故选项B正确;因为b<a<0,所以|b|>|a|,故选项C正确;因为b<a<0,所以b<0,a-b>0,可得ab-b2=b(a-b)<0,即ab<b2,故选项D不正确.故选B、C.
2.已知a>b>0,求证:>.
证明:∵a>b>0,∴>>0. ①
又∵a>b>0,两边同乘正数,得>>0. ②
由①②得>.
1.(2026·南京期中)在教材中,呈现了如下的不等式的基本性质:
性质1:若a>b,则b<a.
性质2:若a>b,b>c,则a>c.
性质3:若a>b,则a+c>b+c.
性质4:若a>b,c>0,则ac>bc;若a>b,c<0,则ac<bc.
性质5:若a>b,c>d,则a+c>b+d.
性质6:若a>b>0,c>d>0,则ac>bd.
在证明不等式的基本性质6时,有如下过程:
证明:因为a>b>0,c>0,所以ac>bc.
因为c>d>0,b>0,所以bc>bd.
所以ac>bd.
在该证明过程中,引用性质正确的是( )
A.性质1和性质2 B.性质2和性质4
C.性质3和性质4 D.性质4和性质5
解析:B 因为a>b>0,c>0,利用性质4得到ac>bc.因为c>d>0,b>0,利用性质4得到bc>bd.再由ac>bc,bc>bd,利用性质2得到ac>bd.故选B.
2.已知a,b,c为不全相等的实数,P=a2+b2+c2+3,Q=2(a+b+c),那么P与Q的大小关系是( )
A.P>Q B.P≥Q
C.P<Q D.P≤Q
解析:A P-Q=a2+b2+c2+3-2a-2b-2c=(a-1)2+(b-1)2+(c-1)2≥0.∵a,b,c不全相等,∴P-Q>0,∴P>Q.故选A.
3.〔多选〕(2026·南京九中月考)下列命题中正确的是( )
A.若ac2<bc2,则a<b
B.若a2<b2,则a<b
C.若a>b,c<0,则ac<bc
D.若a<b,则|a|<|b|
解析:AC 对于A,由于ac2<bc2,则c≠0,且c2>0,左右两边同乘以即可得a<b,故A正确;对于B,当a=1,b=-2时,满足a2<b2,不满足a<b,故B错误;对于C,符合不等式的性质,故C正确;对于D,当a=-2,b=1时,|a|>|b|,故D错误.故选A、C.
4.求解不等式->,并用不等式的性质说明理由.
解:去分母,得2(x-1)-(x+2)>3(4+3x).(不等式性质4)
去括号,得2x-2-x-2>12+9x.
移项,得2x-x-9x>2+2+12.(不等式性质3)
合并同类项,得-8x>16,即8x<-16.
系数化为1,得x<-2.(不等式性质4)
1.已知a,b∈R,设M=a2-ab,N=ab-b2,则M与N的值的大小关系是( )
A.M<N B.M≤N
C.M>N D.M≥N
解析:D 因为M-N=a2-2ab+b2=(a-b)2≥0,所以M≥N.
2.(2026·江阴月考)设a>b,c<d,则下列不等式中一定成立的是( )
A.a+c>b+d B.ac>bd
C.a-c>b-d D.a-d>b-c
解析:C 令a=1,b=-1,c=-1,d=1,满足a>b,c<d,但a+c=b+d,ac=bd,a-d=b-c,故A、B、D中不等式不一定成立;对于C,因为a>b,c<d,由不等式的可加性,得a+d>b+c,所以a-c>b-d,故C中不等式一定成立.
3.设a,b∈R,若a+|b|<0,则下列不等式中正确的是( )
A.a-b>0 B.a3+b3>0
C.a2-b2<0 D.a+b<0
解析:D 本题可采用特殊值法,取a=-2,b=1,则a-b<0,a3+b3<0,a2-b2>0,a+b=-1<0.故A、B、C错误,D正确.
4.已知不等式ax-b>0的解集是{x|x>3},则不等式bx+a>0的解集是( )
A.{x|x>-3} B.{x|x>-}
C.{x|x<-3} D.{x|x<-}
解析:B 因为ax-b>0的解集为{x|x>3},所以a>0,x>,则=3,所以b=3a>0,不等式bx+a>0化为3ax+a>0,则3ax>-a,所以x>-.故选B.
5.〔多选〕已知1<a<3,-5<b<-2,则下列结论正确的是( )
A.a+b的取值范围为(-4,1)
B.a-b的取值范围为(3,8)
C.ab的取值范围为(-15,-2)
D.的取值范围为
解析:ABC 对于A,因为1<a<3,-5<b<-2,所以1+(-5)<a+b<3+(-2),即-4<a+b<1,所以a+b的取值范围为(-4,1),故A正确;对于B,因为-5<b<-2,所以2<-b<5,因为1<a<3,所以2+1<a+(-b)<3+5,即3<a-b<8,所以a-b的取值范围为(3,8),故B正确;对于C,因为1<a<3,-5<b<-2,则2<-b<5,所以2<-ab<15,则-15<ab<-2,所以ab的取值范围为(-15,-2),故C正确;对于D,因为-5<b<-2,所以-<<-,则<-<,因为1<a<3,所以<-<,则-<<-,所以的取值范围为,故D错误.故选A、B、C.
6.〔多选〕(2026·江阴期中)已知a<b<0,c>0,则下列不等式一定成立的是( )
A.> B.>
C.< D.<
解析:AD 由a<b<0,c>0,对于A,由-=>0⇒>,故A正确;对于B,由-=<0⇒<,故B错误;对于C,由-==,因为b+c的符号不确定,则与的大小无法确定,故C错误;对于D,因为-=,又a<b<0,所以b-a>0,故-=<0,即<,故D正确.故选A、D.
7.设x>1,-1<y<0,将x,y,-y按从小到大的顺序排列为y<-y<x.
解析:因为-1<y<0,所以0<-y<1,所以y<-y,又x>1,所以y<-y<x.
8.不等式a>b和>同时成立的条件是 a>0>b .
解析:若a,b同号,则a>b⇒<,故需a,b异号且a>b.
9.若a,b都是实数,则“->0”是“a2-b2>0”的充分不必要条件.
解析:∵->0,∴>,∴()2>()2,∴a>b>0,∴a2-b2>0,∴“->0”是“a2-b2>0”的充分条件,又∵a2-b2>0,不妨取a=-2,b=1,无法推出->0.
10.(1)已知a<b<0,求证:<;
(2)已知a>b,<,求证:ab>0.
证明:(1)由于-==,
∵a<b<0,∴b+a<0,b-a>0,ab>0,
∴<0,故<.
(2)∵<,∴-<0,即<0,
而a>b,∴b-a<0,∴ab>0.
11.(2026·启东中学期中)已知高一(1)班人数比高一(2)班人数多,两个班的女生总人数比男生总人数多,则下列判断一定正确的是( )
A.高一(1)班女生人数比男生人数多
B.高一(2)班女生人数比男生人数多
C.高一(1)班男生人数比高一(2)班女生人数多
D.高一(1)班女生人数比高一(2)班男生人数多
解析:D 设高一(1)班男生、女生人数分别为x1,y1,高一(2)班男生、女生人数分别为x2,y2,由题意可得由不等式的基本性质可得x1+2y1+y2>x1+2x2+y2,化简可得y1>x2,即高一(1)女生人数比高一(2)班男生人数多.故选D.
12.〔多选〕设a<b<0,则下列不等式中正确的是( )
A.> B.ac<bc
C.|a|>-b D.>
解析:ACD 对于A,a<b<0,>,则>,选项A正确;对于B,当c>0时选项B成立,当c≤0,选项B不成立,所以选项B错误;对于C,|a|=-a>-b,则选项C正确;对于D,由-a>-b>0,可得>,则选项D正确.故选A、C、D.
13.〔一题多解〕(2026·南京中华中学月考)已知实数x,y满足-4≤x-y≤-1,-1≤4x-y≤5,则z=9x-y的取值范围是 [-1,20] .
解析:法一 设9x-y=λ1(x-y)+λ2(4x-y)=(λ1+4λ2)x+(-λ1-λ2)y,则解得由已知得≤-(x-y)≤,-≤(4x-y)≤.上面两式相加,得-1≤9x-y≤20.故z=9x-y的取值范围是[-1,20].
法二 令m=x-y,n=4x-y,联立方程组解得则9x-y=-=-m+n,因为-4≤m≤-1,-1≤n≤5,可得≤-m≤,-≤n≤,所以-1≤n-m≤20,所以-1≤9x-y≤20,即-1≤z≤20.故z=9x-y的取值范围是[-1,20].
14.已知三个不等式:①ab>0;②>;③bc>ad.若以其中两个作为条件,余下的一个作为结论,请写出所有符合要求的真命题,并写出推理过程.
解:命题一:若ab>0,且>,则bc>ad.
证明:因为>,且ab>0,所以·ab>·ab,即bc>ad.
命题二:若ab>0,且bc>ad,则>.
证明:因为ab>0,所以>0,又bc>ad,
所以bc·>ad·,即>.
命题三:若bc>ad,且>,则ab>0.
证明:->0⇒>0,又bc>ad,所以ab>0.
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