内容正文:
第三节 等式性质与不等式性质
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
1.掌握等式性质. 2.会比较两个数的大小. 3. 理解不等式的概念,掌握不等式的性质,并能简单应用.
学习要求
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
3
必备知识 自主梳理
知识梳理
知识点一 两个实数比较大小的方法
关系 方法
作差法 作商法
a>b a-b>0 >1(a,b>0)或<1(a,b<0)
a=b a-b=0 =1(b≠0)
a<b a-b<0 <1(a,b>0)或>1(a,b<0)
知识点二 等式性质、不等式性质
1.等式的性质
(1)对称性:如果a=b,那么 ;
(2)传递性:如果a=b,b=c,那么 ;
(3)可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
b=a
a=c
知识点二 等式性质、不等式性质
2.不等式的性质
性质 性质内容 注意
对称性 a>b⇔b<a;a<b⇔b>a 可逆
传递性 a>b,b>c⇒a>c;
a<b,b<c⇒a<c 同向
可加性 a>b⇔a+c>b+c 可逆
可乘性 a>b,c>0⇒ac>bc;
a>b,c<0⇒ac<bc c的符号
知识点二 等式性质、不等式性质
性质 性质内容 注意
同向可加性 a>b,c>d⇒a+c>b+d 同向
同向同正
可乘性 a>b>0,c>d>0⇒ 同向,同正
可乘方性 a>b>0,n∈N,n≥2⇒ 同正
可开方性 a>b>0,n∈N,n≥2⇒> 同正
ac>bd
an>bn
常用结论
1.倒数性质
(1)a>b,ab>0⇒<.
(2)a<b<0⇒>.
2.有关分数的性质(a>b>0,m>0)
(1)真分数的性质:
<,>(b-m>0).
(2)假分数的性质:
>,<(b-m>0).
自我评价
1.已知-1<a<0,那么-a,-a3,a2的大小关系是( )
A.a2>-a3>-a B.-a>a2>-a3
C.-a3>-a>a2 D.a2>-a>-a3
解析:∵-1<a<0,∴1+a>0,0<-a<1,
∴-a-a2=-a(1+a)>0,
a2-(-a3)=a2(1+a)>0,
∴-a>a2>-a3.
B
2.已知非零实数a,b满足a<b,则下列不等式中一定成立的是( )
A.ln a<ln b B.>
C.a2<b2 D.a3<b3
解析:对于A,当a<b<0时,不等式无意义,故A错误;对于B,当a<0<b时,<,故B错误;对于C,当a<b<0时,a2>b2,故C错误;对于D,当a<b时,a3<b3恒成立,故D正确.
D
3.(多选)(人A必修第一册P43T8改编)下列命题是真命题的是( )
A.若a<b<0,则a2<b2
B.若a<0<b,则ab<a2<b2
C.若a>b>0,则<
D.若a>b>0,c<0,则>
CD
解析:对于A选项,因为a<b<0,所以-a>-b>0,所以(-a)2>(-b)2,即a2>b2,A错误;
对于B选项,取a=-1,b=1,则ab=-1,a2=b2=1,B错误;
对于C选项,因为a>b>0,所以<,C正确;
对于D选项,因为a>b>0,所以<,又c<0,所以>,D正确.
4.已知2<a<3,-2<b<-1,则a+2b的取值范围为 .
解析:因为-2<b<-1,所以-4<2b<-2,又2<a<3,所以-2<a+2b<1.
(-2,1)
关键能力 重点探究
考点一 比较数(式)的大小
[例1] (1)若a<0,b<0,则p=+与q=a+b的大小关系为( )
A.p<q B.p≤q
C.p>q D.p≥q
[解析] 根据题意,得p-q=+-a-b=+=(b2-a2)·(-)
==.因为a<0,b<0,所以a+b<0,ab>0.若a=b,则p-q=0,此时p=q;若a≠b,则p-q<0,此时p<q.综上所述,p≤q.
B
(2)若正实数a,b,c满足c<cb<ca<1,则( )
A.aa<ab<ba B.aa<ba<ab
C.ab<aa<ba D.ab<ba<aa
[解析] ∵c是正实数,且c<1,∴0<c<1,
由c<cb<ca<1,得0<a<b<1.
∵=>1,∴ab<aa.
∵=()a,0<<1,
∴()a<1,即aa<ba.
综上可知,ab<aa<ba.
C
方法总结
比较大小的常用方法
1.作差法:(1)作差;(2)变形;(3)定号;(4)得出结论.
2.作商法:(1)作商;(2)变形;(3)判断商与1的大小关系;(4)得出结论.
3.构造函数,利用函数的单调性比较大小.
跟踪训练
1.已知x,y为正实数,则“>”是“x>y”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
C
解析:-==,
所以由->0,得出x>y,
由x>y得出>.
故x>y⇔>.
2.若a=,b=,则a与b的大小关系是 .(用“>”连接)
a>b
解析:法一(作商法):因为a=>0,b=>0,
所以=×===log89>1,所以a>b.
法二(作差法):a-b=-=(2ln 3-3ln 2)=(ln 9-ln 8)>0,即a>b.
法三(构造法):由题意,构造函数f(x)=.
因为f'(x)=,
令f'(x)=0,得x=e,
当x∈(0,e)时,f'(x)>0,当x∈(e,+∞)时,f'(x)<0,
所以函数f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减.
又因为0<2<e<3,所以f(x)在[3,+∞)上单调递减,所以f(3)>f(4),
所以>=,
所以a>b.
考点二 不等式的基本性质
[例2] (多选)对于实数a,b,c,下列命题正确的是( )
A.若a>b,则ac<bc
B.若a<b<0,则a2>ab>b2
C.若c>a>b>0,则>
D.若a>b,>,则a>0,b<0
BCD
[解析] 若c>0,则由a>b得ac>bc,A错误;若a<b<0,则a2>ab,ab>b2,a2>ab>b2,B正确;若c>a>b>0,则c-b>c-a>0,∴>>0,
∴>,C正确;若a>b,且a,b同号,则有<,因此由a>b,>得a>0,b<0,D正确.
跟踪训练
3.(2026·四川绵阳模拟)若a>b,c<0,则下列选项正确的是( )
A.< B.>
C.a-c<b-c D.ac<bc
解析:当a>0>b且c<0时,>,<0<,A,B错误;
由题设a>b,-c>0,得a-c>b-c,且-ac>-bc⇒ac<bc,C错误,D正确.
D
4.(多选)已知a,b,c,d均为实数,则下列说法正确的是( )
A.若a>b,c>d,则ac>bd
B.若ab>0,bc-ad>0,则->0
C.若a>b,c>d,则a-d>b-c
D.若a>b,c>d>0,则>
BC
解析:若a>0>b,0>c>d,则ac<0<bd,故A错误;若ab>0,bc-ad>0,则>0,化简得->0,故B正确;若c>d,则-d>-c,又a>b,所以a-d>b-c,故C正确;取a=-1,
b=-2,c=2,d=1,则=-1,=-1,=,故D错误.
考点三 不等式性质的应用
[例3] (多选)已知1≤a≤2,3≤b≤5,则( )
A.a+b的取值范围为[4,7]
B.b-a的取值范围为[2,3]
C.ab的取值范围为[3,10]
D.的取值范围为[,]
AC
[解析] 因为1≤a≤2,3≤b≤5,
所以4≤a+b≤7,-2≤-a≤-1,1≤b-a≤4,
所以a+b的取值范围为[4,7],b-a的取值范围为[1,4],故A正确,B错误;
因为1≤a≤2,3≤b≤5,
所以3≤ab≤10,≤≤,≤≤,
所以ab的取值范围为[3,10],的取值范围为[,],故C正确,D错误.
方法总结
利用不等式性质求代数式取值范围的注意点
1.必须严格运用不等式的性质.
2.在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.解决的途径是先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,再通过“一次性”不等关系的运算求解取值范围.
跟踪训练
5.(2026·江苏南通模拟)设x,y为实数,且满足3≤xy2≤8,4≤≤9,则的最大值为( )
A.27 B.24
C.12 D.32
解析:由3≤xy2≤8,得≤≤.又4≤≤9,所以16≤≤81,所以×16≤×≤×81,即2≤≤27,所以的最大值为27.
A
糖水不等式
教材延展
知识背景 糖水不等式(源于人教A版必修第一册P43T10)
已知b克糖水中含有a克糖(b>a>0),再添加m克糖(m>0)(假设全部溶解),糖水变甜了.请将这一事实表示成一个不等式为<.
该不等式称为糖水不等式,也是真分数的一个性质.
推导结论 糖水不等式的推广
(1)若a>0,k∈N*,则<<<…<.
(2)若ai,bi为正实数(i=1,2,…,n),且<<…<,则<<.
注:理解(1)式,现有一杯糖水溶液,浓度为,现在不停地往这杯糖水溶液中加糖,则糖水会越来越甜,即<<<…
<.
[例1] 证明:×××…×<(n∈N*).
[证明] 根据“糖水不等式”的推广式可知,<,所以(×××…×)2<(×××…×)(×××…×)=
(n∈N*),即×××…×<(n∈N*),得证.
[例2] 比较大小:log34,log45.
[解] log34=>=,log45=,因为lg>lg 5,所以log34>log45.
跟踪训练
手机屏幕面积与整机面积的比值叫做手机的“屏占比”,它是手机外观设计中的一个重要参数,其值通常在0~1(不含0,1)内,设计师将某手机的屏幕面积和整机面积同时增加相同的数量,升级为一款新手机,则该手机的“屏占比”和升级前相比( )
A.“屏占比”不变 B.“屏占比”变小
C.“屏占比”变大 D.变化不确定
C
解析:根据题意,不妨设升级前该手机的手机屏幕面积为a,整机面积为b,b>a,则升级前的“屏占比”为,升级后的“屏占比”为,其中m(m>0)为升级后增加的面积,由糖水不等式知>,所以升级后“屏占比”变大.
$