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- 2021-06-15 发布
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第3节 相等关系与不等关系
第1课时 等式与不等式的性质
考试要求 梳理等式的性质,理解不等式的概念,掌握不等式的性质.
知 识 梳 理
1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
2.等式的性质
(1)对称性:若a=b,则b=a.
(2)传递性:若a=b,b=c,则a=c.
(3)可加性:若a=b,则a+c=b+c.
(4)可乘性:若a=b,则ac=bc;若a=b,c=d,则ac=bd.
3.不等式的性质
(1)对称性:a>b⇔b<a;
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;
(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c>b+d;
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(5)可乘方:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1);
(6)可开方:a>b>0⇒>(n∈N,n≥2).
[微点提醒]
1.在不等式的两边同乘以一个正数,不等号方向不变;同乘以一个负数,不等号方向改变.
2.有关分数的性质
(1)若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0).
(2)若ab>0,且a>b⇔<.
基 础 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)a>b⇔ac2>bc2.( )
(2)a=b⇔ac=bc.( )
(3)若>1,则a>b.( )
(4)01,但a(+)2,∴+>+.
答案 >
4.(2018·衡阳联考)若a,b,c为实数,且a D.a2>ab>b2
解析 c=0时,A项不成立;
-=>0,选项B错;
-==<0,选项C错.
由aab>b2.D正确.
答案 D
5.(2017·北京卷改编)能够说明“设a,b,c是任意实数,若a>b>c,则a+b>c”说法不正确的一组整数a,b,c的值依次为________.
解析 因为a>b>c,所以a>c,b>c,则a+b>2c.所以a+b>c不一定正确.因为2c与c的大小关系不确定,当c=0时,2c=c;当c>0时,2c>c;当c<0时,2ca B.a>c≥b
C.c>b>a D.a>c>b
(2)已知a1,a2∈(0,1),记M=a1a2,N=a1+a2-1,则M与N的大小关系是( )
A.MN
C.M=N D.不确定
(3)(一题多解)若a=,b=,c=,则( )
A.a0,
∴b>a,∴c≥b>a.
(2)M-N=a1a2-(a1+a2-1)=a1a2-a1-a2+1
=a1(a2-1)-(a2-1)=(a1-1)(a2-1),
又因为a1∈(0,1),a2∈(0,1),所以a1-1<0,a2-1<0.所以(a1-1)(a2-1)>0,即M-N>0,所以M>N.
(3)法一 易知a,b,c都是正数,==log8164<1,所以a>b;==
log6251 024>1,所以b>c.即c0,得0e.
∴f(x)在(0,e)为增函数,在(e,+∞)为减函数.
∴f(3)>f(4)>f(5),即a>b>c.
答案 (1)A (2)B (3)B
规律方法 1.作差法一般步骤:
(1)作差;(2)变形;(3)定号;(4)结论.其中关键是变形,常采用配方、因式分解、有理化等方法把差式变成积式或者完全平方式.当两个式子都为正数时,有时也可以先平方再作差.
2.作商法一般步骤:
(1)作商;(2)变形;(3)判断商与1的大小;(4)结论.
3.函数的单调性法:将要比较的两个数作为一个函数的两个函数值,根据函数单调性得出大小关系.
4.特殊值法:对于选择、填空题,可以选取符合条件的特殊值比较大小.
【训练1】 (1)若a,b为正数,且a≠b,则a3+b3________a2b+ab2(用符号>、<、≥、≤填空).
(2)若00,b>0且a≠b,
∴(a-b)2>0,a+b>0,
∴(a3+b3)-(a2b-ab2)>0,
即a3+b3>a2b+ab2.
(2)∵01且2a<1,
∴a<2b·a=2a(1-a)=-2a2+2a=-2+<.即a<2ab<.
又a2+b2=(a+b)2-2ab=1-2ab>1-=,
即a2+b2>.
∵ (2)a<2ab<ac B.c(b-a)<0
C.cb20
(2)(一题多解)若<<0,给出下列不等式:①<;②|a|+b>0;③a->b-;④ln a2>ln b2.其中正确的不等式是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
解析 (1)由c0.
由b>c,得ab>ac一定成立.
(2)法一 因为<<0,故可取a=-1,b=-2.
显然|a|+b=1-2=-1<0,所以②错误;因为ln a2=ln(-1)2=0,ln b2=ln(-2)2=ln 4>0,所以④错误.综上所述,可排除A,B,D.
法二 由<<0,可知b<a<0.①中,因为a+b<0,ab>0,所以<0,>0.故有<,即①正确;
②中,因为b<a<0,所以-b>-a>0.故-b>|a|,即|a|+b<0,故②错误;
③中,因为b<a<0,又<<0,则->->0,
所以a->b-,故③正确;
④中,因为b<a<0,根据y=x2在(-∞,0)上为减函数,可得b2>a2>0,而y=ln x在定义域(0,+∞)上为增函数,所以ln b2>ln a2,故④错误.由以上分析,知①③正确.
答案 (1)A (2)C
规律方法 解决此类题目常用的三种方法:
(1)直接利用不等式的性质逐个验证;
(2)利用特殊值法排除错误答案,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件;
(3)利用函数的单调性,当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等函数的单调性进行判断.
【训练2】 (1)(2019·东北三省四市模拟)设a,b均为实数,则“a>|b|”是“a3>b3”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a>b>1,c<0,给出下列三个结论:
①>;②acloga(b-c).
其中所有正确结论的序号是( )
A.① B.①② C.②③ D.①②③
解析 (1)a>|b|能推出a>b,进而得a3>b3;当a3>b3时,有a>b,但若b|b|不成立,所以“a>|b|”是“a3>b3”的充分不必要条件.
(2)由不等式性质及a>b>1,知<,又c<0,
∴>,①正确;
构造函数y=xc,
∵c<0,∴y=xc在(0,+∞)上是单调递减的,
又a>b>1,∴acb>1,c<0,∴a-c>b-c>1,
∴logb(a-c)>loga(a-c)>loga(b-c),③正确.
答案 (1)A (2)D
考点三 不等式及其性质的应用 多维探究
角度1 不等式在实际问题中的应用
【例3-1】 (2017·北京卷)某学习小组由学生和教师组成,人员构成同时满足以下三个条件:
(1)男学生人数多于女学生人数;
(2)女学生人数多于教师人数;
(3)教师人数的两倍多于男学生人数.
①若教师人数为4,则女学生人数的最大值为________.
②该小组人数的最小值为________.
解析 令男学生、女学生、教师人数分别为x,y,z,且2z>x>y>z,①若教师人数为4,则440 km/h
C.v≠40 km/h D.v≤40 km/h
解析 由汽车的速度v不超过40 km/h,即小于等于40 km/h,即v≤40 km/h,故选D.
答案 D
2.若f(x)=3x2-x+1,g(x)=2x2+x-1,则f(x),g(x)的大小关系是( )
A.f(x)=g(x) B.f(x)>g(x)
C.f(x)<g(x) D.随x的值变化而变化
解析 f(x)-g(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1>0⇒f(x)>g(x).
答案 B
3.若a,b都是实数,则“->0”是“a2-b2>0”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
解析 ->0⇒>⇒a>b⇒a2>b2,但由a2-b2>0⇒/ ->0.故选A.
答案 A
4.若a,b∈R,且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 由a+|b|<0知,a<0,且|a|>|b|,
当b≥0时,a+b<0成立,当b<0时,a+b<0成立,所以a+b<0,故选D.
答案 D
5.(2019·北京东城区综合练习)已知x,y∈R,那么“x>y”的充要条件是( )
A.2x>2y B.lg x>lg y
C.> D.x2>y2
解析 因为2x>2y⇔x>y,所以“2x>2y”是“x>y”的充要条件,A确;lg x>lg y⇔x>y>0,则“lg x>lg y”是“x>y”的充分不必要条件,B错误;“>”和“x2>y2”都是“x>y”的既不充分也不必要条件.
答案 A
6.(2018·湖州质检)若实数m,n满足m>n>0,则( )
A.-<- B.-<
C.> D.m2N B.M0,1+b>0,1-ab>0,
所以M-N=+=>0.故选A.
答案 A
8.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c.且09
解析 由f(-1)=f(-2)=f(-3)
得解得
则f(x)=x3+6x2+11x+c,
由0”“<”或“=”).
解析 分母有理化有=+2,=+,显然+2<+,所以<.
答案 <
10.设f(x)=ax2+bx,若1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,则f(-2)的取值范围是________.
解析 设f(-2)=mf(-1)+nf(1)(m,n为待定系数),则4a-2b=m(a-b)+n(a+b),
即4a-2b=(m+n)a+(n-m)b.
于是得解得
∴f(-2)=3f(-1)+f(1).
又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4.
∴5≤3f(-1)+f(1)≤10,故5≤f(-2)≤10.
答案 [5,10]
11.已知a,b,c,d均为实数,则下列命题:
①若ab>0,bc-ad>0,则->0;
②若ab>0,->0,则bc-ad>0;
③若bc-ad>0,->0,则ab>0.
其中正确的命题是________(填序号).
解析 ∵ab>0,bc-ad>0,
∴-=>0,∴①正确;
∵ab>0,又->0,即>0,
∴bc-ad>0,∴②正确;
∵bc-ad>0,又->0,即>0,
∴ab>0,∴③正确.故①②③都正确.
答案 ①②③
12.已知a>0,b>0,a≠b,则aabb与(ab)的大小关系是________.
解析 =.
当a>b>0时,>1,>0,
则>1,∴aabb>(ab).
当b>a>0时,0<<1,<0,
则>1,∴aabb>(ab).
答案 aabb>(ab)
能力提升题组
(建议用时:20分钟)
13.已知00 B.2a-b<
C.log2a+log2b<-2 D.2+<
解析 由题意知02=2,所以2+>22=4,D错误;由a+b=1>2,得ab<,因此log2a+log2b=log2(ab)n≥2,所以mn≥4;
结合定义及p⊕q≤2,可得或
即q
a>ab,则实数b的取值范围是________. 解析 因为ab2>a>ab,所以a≠0,当a>0时,b2>1>b,即解得b<-1;当a<0时,b2<1b>c,求的取值范围. 解 因为f(1)=0,所以a+b+c=0, 所以b=-(a+c).又a>b>c, 所以a>-(a+c)>c,且a>0,c<0, 所以1>->,即1>-1->. 所以解得-2<<-. 即的取值范围为 新高考创新预测 17.(多选题)下列四个条件,能推出<成立的有( ) A.b>0>a B.0>a>b C.a>0>b D.a>b>0 解析 运用倒数性质,由a>b,ab>0可得<,B、D正确.又正数大于负数,A正确,C错误,故选A,B,D. 答案 ABD