新高考数学一轮复习精选讲练专题1.5 不等关系与不等式性质(含解析)
展开1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a-b>0⇔a>b,a-b=0⇔a=b,a-b<0⇔a(2)作商法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(a,b)>1⇔a>b,\f(a,b)=1⇔a=b,\f(a,b)<1⇔a0).
2.不等式的基本性质
【题型1 判断不等式是否成立】
【方法点拨】
(1)逐一给出推理判断或举反例说明.
(2)结合不等式的性质、对数函数、指数函数的性质等进行判断.
【例1】(2022•顺义区校级模拟)若非零实数a,b满足a>b,则下列不等式一定成立的是( )
A.B.a+b>2C.lga2>lgb2D.a3>b3
【解题思路】根据不等式基本性质,用特值法判断ABC,用函数单调性判断D.
【解答过程】解:对于A,因为当a=2,b=1时,满足a>b,但不成立,所以A错;
对于B,因为当a=﹣1,b=﹣2时,满足a>b,但a+b=﹣3,220,所以a+b>2不成立,所以B错;
对于C,因为当a=﹣1,b=﹣10时,满足a>b,但lga2=0,lgb2=2,所以lga2>lgb2不成立,所以C错;
对于D,因为y=x3是单调递增函数,所以a>b⇒a3>b3,所以D对.
故选:D.
【变式1-1】(2021秋•贺州期末)如果a<b<0,那么下列不等式成立的是( )
A.B.ab<b2C.ab>a2D.
【解题思路】根据不等式的基本性质,结合题意,判断选项中的命题是否正确即可.
【解答过程】解:因为a<b<0,所以ab>0,所以0,即,选项A错误;
因为a<b<0,所以ab>b2>0,选项B错误;
因为a<b<0,所以a2>ab>0,即ab<a2,选项C错误;
因为a<b<0,所以0,所以,即,选项D正确.
故选:D.
【变式1-2】(2022春•海淀区期末)如果a<b<0,那么下列不等式成立的是( )
A.B.a2<b2C.D.ab>b2
【解题思路】运用不等式的性质直接求解.
【解答过程】解:选项A,∵a<b<0,∴,选项A错误;
选项B,∵a<b<0,∴a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)>0,a2>b2,选项B错误;
选项C,∵a<b<0,∴,选项C错误;
选项D,∵a<b<0,∴ab>b2,选项D正确.
故:选D.
答案为:D.
【变式1-3】(2022春•巴中期末)若b<a<0,则下列不等式中成立的是( )
A.B.
C.b2<a2D.ln(﹣b)<ln(﹣a)
【解题思路】取a=﹣1,b=﹣2说明A、C、D不成立,由基本不等式说明B正确即可.
【解答过程】解:取a=﹣1,b=﹣2,,A错误.
(﹣2)2>(﹣1)2,C错误.
ln2>ln1,D错误.
易得,0,则2,当且仅当,即a=b时取等号,又b<a<0,显然取不到等号,则2,B正确.
故选:B.
【题型2 利用不等式的性质比较大小】
【方法点拨】
(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.
【例2】(2022春•武威期中)已知,,则( )
A.a<bB.a>b
C.a=bD.a,b大小不确定
【解题思路】首先利用分子有理化,将a,b分别化简,再比较分母的大小,即可判断选项.
【解答过程】解:a,b,
因为0,所以0,
所以a<b.
故选:A.
【变式2-1】(2022•山西自主招生)已知,则( )
A.a<b<cB.c<a<bC.a<c<bD.c<b<a
【解题思路】可先分别计算出a5,b5,c5,进行比较即可得出a,b,c的大小关系.
【解答过程】解:由a=1.2,故a5=2.48832,
由,故b5≈2.72741,
由c=e0.2,故c5=e≈2.71828,
因为a5<c5<b5,所以a<c<b,
故选:C.
【变式2-2】(2021春•铜鼓县校级月考)设a=x2﹣x,b=x+3,则a与b的大小关系为( )
A.a>bB.a=bC.a<bD.与x有关
【解题思路】先求出a﹣b=x2﹣2x﹣3,再解一元二次不等式求解即可.
【解答过程】解:∵a=x2﹣x,b=x+3,
∴a﹣b=x2﹣2x﹣3,
①当x2﹣2x﹣3>0,即x>3或x<﹣1时,a>b,
②当x2﹣2x﹣3=0,即x=3或x=﹣1时,a=b,
③当x2﹣2x﹣3<0,即﹣1<x<3时,a<b,
∴a与b的大小与x的值有关,
故选:D.
【变式2-3】(2021秋•河南月考)已知:x>1,y∈R,则a=2x+2y﹣3,b=﹣x2+2y,c=x2+y2的大小关系是( )
A.c>a>bB.a>c>bC.b>c>aD.c>b>a
【解题思路】利用作差,配方法,即可比较大小.
【解答过程】解:a﹣b=2x+2y﹣3﹣(﹣x2+2y)=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
因为x>1,所以(x+1)2﹣4>(1+1)2﹣4=0,
所以a﹣b>0,即a>b,
a﹣c=2x+2y﹣3﹣(x2+y2)=﹣(x2﹣2x+1)﹣(y2﹣2y+1)﹣1=﹣(x﹣1)2﹣(y﹣1)2﹣1,
因为x>1,y∈R,所以﹣(x﹣1)2<0,﹣(y﹣1)2≤0,所以﹣(x﹣1)2﹣(y﹣1)2﹣1<0,
所以a﹣c<0,即c>a,
综上,c>a>b.
故选:A.
【题型3 利用不等式的性质证明不等式】
【方法点拨】
①利用不等式的性质及其推论可以证明一些不等式.解决此类问题一定要在理解的基础上,记准、记熟不等式的性质并注意在解题中灵活准确地加以应用.
②应用不等式的性质进行推导时,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.
【例3】(2021春•阳高县校级月考)设a2,b=2,则a、b的大小关系为?并证明你的结论.
【解题思路】由已知求得a2,b2的值并比较大小即可得解.
【解答过程】解:a、b的大小关系为:a<b,证明如下:
∵a20,b=20,
∴a2=11+4,b2=11+4,
∵a2<b2,
∴a<b.
【变式3-1】(2021秋•科尔沁区期末)若a>b>0,m>0,判断与的大小关系,
并加以证明.
【解题思路】利用作差法,判断出,基本步骤是(1)作差,(2)判断正负,(3)确定大小.
【解答过程】解:,证明如下;
作差,得;
;
∵a>b>0,m>0,
∴b﹣a<0,a+m>0,
∴0;
∴.
【变式3-2】(2021秋•徐汇区校级月考)已知实数a、b、c、d满足下列三个条件:①d>c;②a+b=c+d;③a+d<b+c.
(1)请把a、b、c、d四个数依次从小到大排列;
(2)证明你的上述结论.
【解题思路】由等式及不等式的性质化简即可.
【解答过程】解:(1)a<c<d<b;
(2)证明:∵a+b=c+d,∴a﹣c=d﹣b,
又∵a+d<b+c,∴a﹣c<b﹣d,
∴a﹣c<0<b﹣d,
∴a<c,d<b,
又∵d>c,
∴a<c<d<b.
【变式3-3】(2021春•桃江县期末)(Ⅰ) 比较下列两组实数的大小:
①1与2; ②2与;
(Ⅱ) 类比以上结论,写出一个更具一般意义的结论,并给出证明.
【解题思路】(Ⅰ)根据题意,对于①、②,将不等式的左右两边同时平方,再作差比较大小,即可得答案;
(Ⅱ) 由(Ⅰ)可得一般结论:若n是正整数,则,利用作差法证明即可得证明.
【解答过程】解:(Ⅰ) ①()2﹣(2+1)2=24>0.
故2+1,即1>2.
②(2)2﹣()2=42220.
故2,即2.
(Ⅱ) 由(Ⅰ)可得一般结论:若n是正整数,则.
证明如下:左﹣右=()﹣()0,
则有.
【题型4 利用不等式的性质求取值范围】
【方法点拨】
同向不等式具有可加性与可乘性,但是不能相减或相除,应用不等式的性质求取值范围时,要充分利用所给条件进行适当变形来求范围,注意变形的等价性.
【例4】(2021秋•朝阳区校级月考)已知1≤a≤8,﹣2≤b≤3,则a﹣b的取值范围是( )
A.3≤a﹣b≤5B.﹣2≤a﹣b≤10C.﹣2≤a﹣b≤5D.3≤a﹣b≤10
【解题思路】a﹣b转化为a+(﹣b),而由﹣2≤b≤3可得﹣3≤﹣b≤2,结合不等式的性质化简即可.
【解答过程】解:∵﹣2≤b≤3,∴﹣3≤﹣b≤2,
又∵1≤a≤8,∴﹣2≤a﹣b≤10,
故选:B.
【变式4-1】(2020秋•河南月考)已知2<x<4,﹣3<y<﹣1,则的取值范围是( )
A.(,)B.(,)C.(,1)D.(,2)
【解题思路】把变形为,再由已知结合不等式的性质得答案.
【解答过程】解:,
∵2<x<4,∴,
又﹣3<y<﹣1,∴2<﹣2y<6,
∴3,
则4,可得.
故选:B.
【变式4-2】(2021秋•九原区校级期末)若角α,β满足α<β,则2α﹣β的取值范围是( )
A.(﹣π,0)B.(﹣π,π)C.(,)D.(,)
【解题思路】由条件可得α,β,进而可得﹣π<2α<π,β,由不等式可得性质可得2α﹣β,和2α﹣β,取交集可得.
【解答过程】解:由题意可得α,β,
故﹣π<2α<π,β,
由不等式的性质可得2α﹣β,
又可得﹣π<α﹣β<0,和α可得2α﹣β,
综合可得2α﹣β,
故选:C.
【变式4-3】(2022春•枣阳市校级月考)设实数x,y满足0<xy<1且0<x+y<1+xy,那么x,y的取值范围是( )
A.x>1且y>1B.0<x<1且y<1
C.0<x<1且0<y<1D.x>1且0<y<1
【解题思路】x+y<1+xy,x﹣xy+y﹣1<0⇒x(1﹣y)+y﹣1<0⇒(x﹣1)(1﹣y)<0⇒(x﹣1)(y﹣1)>0⇒x>1,y>1或x<1,y<1,由0<xy<1,所以,0<x<1,0<y<1.
【解答过程】解:x+y<1+xy,
x﹣xy+y﹣1<0,
x(1﹣y)+y﹣1<0,
(x﹣1)(1﹣y)<0,
(x﹣1)(y﹣1)>0,
x>1,y>1或x<1,y<1,
由0<xy<1,
所以,0<x<1,0<y<1.
故选:C.性质
性质内容
特别提醒
对称性
a>b⇔b⇔
传递性
a>b,b>c⇒a>c
⇒
可加性
a>b⇔a+c>b+c
⇔
可乘性
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(a>b,c>0))⇒ac>bc
注意c的符号
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(a>b,c<0))⇒ac
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(a>b,c>d))⇒a+c>b+d
⇒
同向同正可乘性
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(a>b>0,c>d>0))⇒ac>bd
⇒
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1)
a,b同为正数
可开方性
a>b>0⇒eq \r(n,a)>eq \r(n,b)(n∈N,n≥2)
a,b同为正数
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