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§1.3 等式性质与不等式性质
考试要求 1.掌握等式性质.2.会比较两个数的大小.3.理解不等式的性质,并能简单应用.
知识梳理
1.两个实数比较大小的方法
作差法 (a,b∈R)
2.等式的性质
性质1 对称性:如果a=b,那么 b = a ;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么 a = c ;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的性质
性质1 对称性:a>b⇔ b < a ;
性质2 传递性:a>b,b>c⇒ a > c ;
性质3 可加性:a>b⇔a+c>b+c;
性质4 可乘性:a>b,c>0⇒ ac > bc ;a>b,c<0⇒ ac < bc ;
性质5 同向可加性:a>b,c>d⇒ a + c > b + d ;
性质6 同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ ac > bd ;
性质7 同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
常用结论
1.若ab>0,且a>b⇔<.
2.若a>b>0,m>0⇒<;
若b>a>0,m>0⇒>.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)两个实数a,b之间,有且只有a>b,a=b,a1,则b>a.( × )
(3)若x>y,则x2>y2.( × )
(4)若>,则bbc,那么下列不等式中,一定成立的是( )A.ac2>bc2 B.a>b
C.a+c>b+c D.>
答案 D
解析 若c<0,则abc,则c2>0,因为ac>bc,则>,即>,故D正确.
2.已知M=x2-3x,N=-3x2+x-3,则M,N的大小关系是________.
答案 M>N
解析 ∵M-N=(x2-3x)-(-3x2+x-3)
=4x2-4x+3=(2x-1)2+2>0,
∴M>N.
3.若1N
C.M≤N D.M≥N
答案 B
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>b>1 ,P=aeb,Q=bea,则P,Q的大小关系是( )
A.P>Q B.P=Q
C.P
1时,f′(x)>0 ,所以f(x)=在(1,+∞)上单调递增, 因为a>b>1,所以<,又>0,>0,所以=<1,所以PN B.M=N C.M 0,即M>N. (2)已知M=,N=,则M,N的大小关系为________. 答案 M>N 解析 方法一 M-N=- = = =>0. ∴M>N. 方法二 令f(x)= ==+, 显然f(x)是R上的减函数, ∴f(2 021)>f(2 022),即M>N. 题型二 不等式的性质 例2 (1)已知a>b>c>0,下列结论正确的是( ) A.2ab(a-c) C.> D.(a-c)3>(b-c)3 答案 D 解析 ∵a>b>c>0,∴2a>b+c,故A错误; 取a=3>b=2>c=1>0,则a(b-c)=3b>c>0可知,a-c>b-c>0, ∴<,(a-c)3>(b-c)3,故C错误,D正确. (2)(多选)若a>0>b>-a,c bc B.+<0C.a-c>b-d D.a(d-c)>b(d-c) 答案 BCD 解析 因为a>0>b,c 0,所以ad b>-a,所以a>-b>0,因为c -d>0,所以a(-c)>(-b)(-d),所以ac+bd<0,cd>0,所以=+<0,故B正确; 因为c -d,因为a>b,所以a+(-c)>b+(-d),即a-c>b-d,故C正确; 因为a>0>b,d-c>0,所以a(d-c)>b(d-c),故D正确. 思维升华 判断不等式的常用方法 (1)利用不等式的性质逐个验证. (2)利用特殊值法排除错误选项. (3)作差法. (4)构造函数,利用函数的单调性. 跟踪训练2 (1)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等 号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐步被数学界接受,不 等号的引入对不等式的发展影响深远.若a,b,c∈R,则下列命题正确的是( ) A.若a>b,则ac2>bc2 B.若>,则ab,则a2>b2 答案 C 解析 对于A选项,当c=0时不满足,故错误; 对于B选项,由不等式性质知,>两边同时乘以c2>0,可得a>b,故错误; 对于C选项,若a0,(b-a)c<0,a(a+c)>0,故-==<0,即<, 故正确; 对于D选项,取a=-1,b=-2,可得a2 0 C.a->b- D.ln a2>ln b2 答案 AC 解析 由<<0,可知b0,所以<0,>0. 则<,故A正确; B中,因为b-a>0. 故-b>|a|,即|a|+b<0,故B错误;C中,因为b->0,所以a->b-,故C正确; D中,因为ba2>0,而y=ln x在定义域 (0,+∞)上单调递增,所以ln b2>ln a2,故D错误. 题型三 不等式性质的综合应用 例3 (1)已知-1 b>c,且a+b+c=0,那么的取值范围是________. 答案 -2<<- 解析 由于a>b>c,且a+b+c=0, 所以a>0,c<0,b=-a-c,-a-c-c,>-2, -a-c>c,-a>2c,<-, 所以-2<<-. 课时精练 1.(2023·长春模拟)已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为( ) A.M>N B.M b,<同时成立,则( ) A.ab>0 B.ab<0 C.a+b>0 D.a+b<0 答案 A 解析 因为<, 所以-=<0, 又a>b,所以b-a<0,所以ab>0. 3.(多选)已知a2b D.ln(1-a)>ln(1-b) 答案 AD 解析 对于A,因为a0,则b2-ab=b(b-a)<0,即b2 0,则<,即<,故选项B错误; 对于C,因为a1-b>1,又因为函数y=ln x在(0,+∞)上单调递增,所 以ln(1-a)>ln(1-b),故选项D正确. 4.若-π<α<β<π,则α-β的取值范围是( ) A.-2π<α-β<2π B.0<α-β<2π C.-2π<α-β<0 D.{0} 答案 C 解析 ∵-π<β<π, ∴-π<-β<π, 又-π<α<π, ∴-2π<α-β<2π, 又α<β,∴α-β<0, ∴-2π<α-β<0. 5.已知x,y∈R,且x>y>0,则( ) A.cos x-cos y>0 B.cos x+cos y>0 C.ln x-ln y>0 D.ln x+ln y>0 答案 C 解析 对于A,y=cos x在(0,+∞)上不是单调函数,故cos x-cos y>0不一定成立,A错 误; 对于B,当x=π,y=时,cos x+cos y=-1<0,B不一定成立; 对于C,y=ln x在(0,+∞)上为增函数,若x>y>0,则ln x>ln y,必有ln x-ln y>0,C正 确; 对于D,当x=1,y=时,ln x+ln y=ln <0,D不一定成立. 6.(多选)(2023·汕头模拟)已知a,b,c满足c0 B.c(b-a)<0 C.cb2 ac 答案 BCD 解析 因为a,b,c满足c0,b>0,a-c>0,b-a>0, 所以ac(a-c)<0,c(b-a)<0,cb2 ac. 7.(多选)设a,b,c,d为实数,且a>b>0>c>d,则下列不等式正确的有( ) A.c2 0答案 AD 解析 因为a>b>0>c>d, 所以a>b>0,0>c>d, 对于A,因为0>c>d,由不等式的性质可得c2 b>0,d , 故->0,故选项D正确. 8.(多选)(2022·沈阳模拟)已知非零实数a,b满足a>|b|+1,则下列不等关系一定成立的是( ) A.a2>b2+1 B.2a>2b+1 C.a2>4b D.>b+1 答案 ABC 解析 对于非零实数a,b满足a>|b|+1, 则a2>(|b|+1)2, 即a2>b2+2|b|+1>b2+1,故A一定成立; 因为a>|b|+1≥b+1⇒2a>2b+1,故B一定成立; 又(|b|-1)2≥0,即b2+1≥2|b|, 所以a2>4|b|≥4b,故C一定成立; 令a=5,b=3,满足a>|b|+1, 此时=”“<”或“=”) 答案 > 解析 M-N=x2+y2+z2-2x-2y-2z+π =(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+π-3≥π-3>0, 故M>N. 10.能够说明“设a,b,c是任意实数.若a2>b2>c2,则a+b>c”是假命题的一组整数a, b,c的值依次为________. 答案 -3,-1,0(答案不唯一)解析 令a=-3,b=-1,c=0,则a2>b2>c2, 此时a+b=-4<0,所以a+b>c是假命题. 11.若1<α<3,-4<β<2,则2α+|β|的取值范围是________. 答案 (2,10) 解析 ∵-4<β<2, ∴0≤|β|<4, 又1<α<3, ∴2<2α<6, ∴2<2α+|β|<10. 12.eπ·πe与ee·ππ的大小关系为________. 答案 eπ·πe 1, 且ln a 1, 因此,ln>0,即p>0, 又m<0,n<0,则==·>1,于是得m c;②a+b=c+d;③a+dd>c>a 解析 由题意知d>c①,由②+③得2a+b+d<2c+b+d,化简得a d⑤成立,综合①④⑤式得到b>d>c>a. 15.(多选)(2023·长沙模拟)设实数a,b,c满足b+c=6-4a+3a2,c-b=4-4a+a2,则下 列不等式成立的是( )A.c0, ∴b>a. 而c-b=4-4a+a2=(a-2)2≥0, ∴c≥b,从而c≥b>a. 16.(2022·全国甲卷)已知9m=10,a=10m-11,b=8m-9,则( ) A.a>0>b B.a>b>0 C.b>a>0 D.b>0>a 答案 A 解析 ∵9m=10,∴m∈(1,2), 令f(x)=xm-(x+1),x∈(1,+∞), ∴f′(x)=mxm-1-1, ∵x>1且1 1,∴f′(x)>0, ∴f(x)在(1,+∞)上单调递增, 又9m=10,∴9m-10=0,即f(9)=0, 又a=f(10),b=f(8), ∴f(8)