第一章 第三节 不等式与不等关系-备战2022年(新高考)数学一轮复习考点讲解+习题练习学案
展开第三节 不等关系与不等式
知识回顾
.不等式的性质
为了利用不等式研究不等关系,需要对不等式的性质进行了解:
关于实数a,b大小的比较,有以下事实:
如果是正数,那么;如果等于零,那么;如果是负数,那么.反过来也对.用符号表示为:
可以证明:不等式具有以下性质:
性质
别名
性质内容
注意
性质1
对称性
a>b⇔b 可逆
性质2
传递性
a>b,b>c⇒a>c
性质3
可加性
a>b⇔a+c>b+c
可逆
性质4
可乘性
⇒ac>bc
c的
符号
⇒ac
同向可加性
⇒a+c>b+d
同向
性质6
同向同正可乘性
⇒ac>bd
同向
性质7
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N*,n≥2)
同正
性质8
可开方性
a>b>0⇒>(n∈N*,n≥2)
一元二次不等式的解集
判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象
方程ax2+bx+c=0 (a>0)的根
有两相异实根x1,x2(x1
没有实数根
ax2+bx+c>0 (a>0)的解集
{x|x
{x|x∈R}
ax2+bx+c<0 (a>0)的解集
{x|x1< x
∅
课前检测
1.下列不等式中,恒成立的是( )
A.a2>0 B.lg(a2+1)>0 C.>0 D.3a>0
解析:当a=0时,A、B两项中的不等式不成立;当a<0时,C项中的不等式不成立;由指数函数的值域知D项中的不等式恒成立.
答案:D
2.若a>0,b>0,则不等式-b< A.-
解析:当x>0时,由0<;当x<0时,由-b<<0得x<-.故原不等式等价于x<-或x>.
答案:D
3.已知a,b为非零实数,且a A.a2
4.已知a=,函数f(x)=ax,若实数m、n满足f(m)>f(n),则m、n的大小关系为________.
解析:∵0<<1,∴指数函数f(x)=ax在定义域内为减函数,又∵f(m)>f(n),∴m
(1)若a>b,则ac
(4)若a|b|; (5)若c>a>b>0,则>; (6)若a>b,>,则a>0,b<0.
解:(1)由于c的符号未知,因而不能判断ac与bc的大小.故该命题是假命题.
(2)∵ac2>bc2,∴c≠0,∴c2>0,∴a>b.故该命题为真命题.
(3)∵∴a2>ab.又∴ab>b2,∴a2>ab>b2.故该命题为真命题.
(4)两个负数,离原点远的数小,绝对值反而大.故该命题为真命题.
(5)∵c>a>b>0,∴0
(6)由已知条件,得b-a<0,->0,∴>0,∴ab<0,又a>b,∴a>0,b<0.
故该命题为真命题.
课中讲解
考点一.比较两数(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 C.p>q D.p≥q
答案 B
解析 (作差法)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,故p=q;
若a≠b,则p-q<0,故p
(2)已知a>b>0,比较aabb与abba的大小.
解 ∵==a-b,
又a>b>0,故>1,a-b>0,
∴a-b>1,即>1,
又abba>0,∴aabb>abba,
∴aabb与abba的大小关系为aabb>abba.
思维升华 比较大小的常用方法
(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④结论.
(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④结论.
变式1 (1)已知p∈R,M=(2p+1)(p-3),N=(p-6)(p+3)+10,则M,N的大小关系为________.
答案 M>N
解析 因为M-N=(2p+1)(p-3)-[(p-6)(p+3)+10]=p2-2p+5=(p-1)2+4>0,所以M>N.
(2)若a>0,且a≠7,则( )
A.77aa<7aa7
B.77aa=7aa7
C.77aa>7aa7
D.77aa与7aa7的大小不确定
答案 C
解析 =77-aaa-7=7-a,
则当a>7时,0<<1,7-a<0,
则7-a>1,∴77aa>7aa7;
当01,7-a>0,
则7-a>1,∴77aa>7aa7.
综上,77aa>7aa7.
考点二.不等式性质的应用
例1 (1)(2020·武汉部分市级示范高中联考)下列命题中正确的是( )
A.若a>b,则ac2>bc2
B.若a>b,c
C.若a>b,c>d,则a-c>b-d
D.若ab>0,a>b,则<
答案 D
解析 对于A选项,当c=0时,不成立,故A选项错误;当a=1,b=0,c=-2,d=-1时,<,故B选项错误;当a=1,b=0,c=1,d=0时,a-c=b-d,故C选项错误,故D选项正确.
(2)(多选)若<<0,则下列结论正确的是( )
A.a2
答案 ABC
解析 由题意可知b 思维升华 判断不等式的常用方法:一是用性质逐个验证;二是用特殊值法排除.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.
变式1 (1)(多选)(2019·天津市河北区模拟)若a,b,c∈R,给出下列命题中,正确的有( )
A.若a>b,c>d,则a+c>b+d
B.若a>b,c>d,则b-c>a-d
C.若a>b,c>d,则ac>bd
D.若a>b,c>0,则ac>bc
答案 AD
解析 ∵a>b,c>d,由不等式的同向可加性得a+c>b+d,故A正确;由A正确,可知B不正确;取4>-2,-1>-3,则4×(-1)<(-2)×(-3),故C不正确;∵a>b,c>0,∴ac>bc.故D正确.综上可知,只有AD正确.故选AD.
(2)已知a,b,c满足c A.ab>ac B.c(b-a)<0
C.cb2
答案 A
解析 由c0.
由b>c,得ab>ac一定成立.
例2.(2020·河北省石家庄二中高一期末)若、、为实数,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
(答案)B
(解析)对于A选项,若,则,故A不成立;
对于B选项,,在不等式同时乘以,得,
另一方面在不等式两边同时乘以,得,,故B成立;
对于选项C,在两边同时除以,可得,所以C不成立;
对于选项D,令,,则有,,,所以D不成立.
故选B.
变式2.(山东日照高一期末)已知实数a,b,c满足b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,则a,b,c的大小关系是( )
A.c≥b>a B.a>c≥b
C.c>b>a D.a>c>b
(答案)A
(解析)∵c-b=4-4a+a2=(a-2)2≥0,∴c≥b.
又b+c=6-4a+3a2,∴2b=2+2a2,∴b=a2+1,
∴b-a=a2-a+1=+>0,
∴b>a,∴c≥b>a.
变式3. 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
(答案)C
(解析)方法一 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.
方法二 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.
考点三 一元二次不等式
例1. (2020·山东省实验高一月考)不等式的解集为,则能使不等式成立的的集合为( ).
A. B. C. D.
(答案)BC
(解析)因为不等式的解集为,
所以和是方程的两根且,
所以,,所以,,
由,得,
得,因为,所以,所以或,
所以不等式的解集为或,故选:BC.
变式1. (辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校2019-2020学年高二上学期期末)关于的不等式的解集是,则关于的不等式的解集是_______.
(答案)
(解析)
由于不等式的解集是,所以且,故.所求不等式可化为,即,解得.
例2.(河北省鸡泽一中2017-2018学年高二下学期第一次月考)在R上定义运算⊗:x⊗y=x(1-y).若不等式(x-a)⊗(x+a)<1对任意实数x都成立,则( )
A. B. 0<a<2 C. -1<a<1 D. [来源:Zxxk.Com]
(答案)A
(解析)由已知,得,
即,
令,只需,
又,由,
所以,即,
解得,故选A.
变式2. (安徽蚌埠二中2019届模拟)若不等式x2+ax+1≥0对一切x∈恒成立,则a的最小值是( )
A.0 B.-2 C.- D.-3
(答案)C
(解析)由于x∈,若不等式x2+ax+1≥0恒成立,
则a≥-,x∈时恒成立,
令g(x)=x+,x∈,
易知g(x)在上是减函数,则y=-g(x)在上是增函数.
∴y=-g(x)的最大值是-=-.
因此a≥-,则a的最小值为-.
变式3. (福建泉州五中2019届模拟)若对任意m∈[-1,1],函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m的值恒大于零,求x的取值范围。
(解析)由f(x)=x2+(m-4)x+4-2m
=(x-2)m+x2-4x+4,
令g(m)=(x-2)m+x2-4x+4.
由题意知在[-1,1]上,g(m)的值恒大于零,
所以
解得x<1或x>3.
故x的取值范围为(-∞,1)∪(3,+∞).
变式4. (江苏扬州中学2019届质检)对于任意实数x,不等式(a-2)x2-2(a-2)x-4<0恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2) B.(-∞,2]
C.(-2,2) D.(-2,2]
(答案)D
(解析)当a-2=0,即a=2时,-4<0恒成立;
当a-2≠0,即a≠2时,
则有
解得-2 综上,实数a的取值范围是(-2,2].
课后练习
一 单选
1.(2019·张家界期末)下列不等式中,正确的是( )
A.若ac2>bc2,则a>b
B.若a>b,则a+c C.若a>b,c>d,则ac>bd
D.若a>b,c>d,则>
答案 A
解析 若a>b,则a+c>b+c,故B错;设a=3,b=1,c=-1,d=-2,则ac
A.a<-b B.a>b
C.a2
答案 B
解析 由a>|b|得,当b≥0时,a>b,当b<0时,a>-b,综上可知,当a>|b|时,则a>b成立,故选B.
3.若a A.> B.a2
答案 C
解析 (特值法)取a=-2,b=-1,n=0,逐个检验,可知A,B,D项均不正确;
C项,<⇔|b|(|a|+1)<|a|(|b|+1)
⇔|a||b|+|b|<|a||b|+|a|⇔|b|<|a|,
∵a 4.已知<<0,则下列选项中错误的是( )
A.|b|>|a| B.ac>bc
C.>0 D.ln >0
答案 D
解析 <<0,
当c<0时, >>0,即b>a>0,
∴|b|>|a|, ac>bc, >0成立,即A,B,C成立;
此时0<<1,∴ln <0,D错误.
同理,当c>0时,A,B,C也正确.故选D.
5.设M=,N=()x+y,P=(其中0
解析 M=>=()x+y=N,
又N=()x+y=>=P,
∴M>N>P.
6.(2020·天津模拟)若α,β满足-<α<β<,则2α-β的取值范围是( )
A.-π<2α-β<0 B.-π<2α-β<π
C.-<2α-β< D.0<2α-β<π
答案 C
解析 ∵-<α<,∴-π<2α<π.
∵-<β<,∴-<-β<,
∴-<2α-β<.
又α-β<0,α<,∴2α-β<.
故-<2α-β<.
7.若a A.正数 B.负数 C.非正数 D.非负数
解析:+==.
∵a0,a-c<0,a-b<0,∴>0.
答案:A
8.已知a,b,c,d为实数,则“a>b且c>d”是“ac+bd>bc+ad”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
答案 A
解析 因为c>d,所以c-d>0.
又a>b,所以两边同时乘(c-d),得a(c-d)>b(c-d),
即ac+bd>bc+ad.
若ac+bd>bc+ad,则a(c-d)>b(c-d),
也可能a 所以“a>b且c>d”是“ac+bd>bc+ad”的充分不必要条件.
9.若a=,b=,c=,则( )
A.a C.c 答案 B
解析 方法一 对于函数y=f (x)=(x>e),y′=,
易知当x>e时,函数f (x)单调递减.
因为e<3<4<5,所以f (3)>f (4)>f (5),即c 方法二 易知a,b,c都是正数,
因为==log8164<1,所以a>b;
因为==log6251 024>1,
所以b>c.即c
二 多选题
10. 下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】 BC
【解析】A项,=所以A选项是错误的;B项, 若,可得:,故,故B正确;C项,若可得,由可得:,故C正确;D项,举当时,则不成立,故D不正确;故选:BC.
11.已知关于的不等式的解集为,则( )
A. B.不等式的解集是
C. D.不等式的解集为
【答案】ABD
【解析】关于的不等式的解集为,,A选项正确;
且-2和3是关于的方程的两根,由韦达定理得
,则,则,C选项错误;
不等式即为,解得,B选项正确;
不等式即为,即,解得或,D选项正确.
12.(多选)若a A.>
B.>
C.
D.>
答案 ABC
解析 对于A,∵a,故A正确;对于B,∵a,故B正确;根据幂函数的单调性可知C正确;对于D,∵ab2>0,∴<,故D错误.
13.关于x的不等式(ax-1)(x+2a-1)>0的解集中恰有3个整数,则a的值可以为( )
A.- B.1 C.-1 D.2
【答案】AC
【解析】由题意知a<0,则排除B,D;对于A项,当时,,
即(x+2)(x-2)<0,解得-2
三 填空
14.若1<<,则有如下结论:①logab>logba;②|logab+logba|>2;③(logba)2<1;④|logab|+|logba|>|logab+logba|.
其中,正确的结论是________(填序号).
解析:用特殊值法.由1<<,知0 令a=,b=,则logab=2,logba=.
可判定①②③均正确,④不正确.
答案:①②③
15.已知12 解析:由b的范围,可求-b的范围,的范围,再由不等式性质,可求a-b的范围,的范围.由15
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