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第 3 节 不等关系与不等式性质
考试要求 1.理解用作差法比较两个实数大小的理论依据.2.理解不等式的概念.
3.理解不等式的性质,掌握不等式性质的简单应用.
1.两个实数比较大小的方法
(1)作差法
(2)作商法
2.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)同向可加性: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)可乘方性:a>b>0 an>bn(n∈N,n≥1);
⇒ ⇒ ⇒
(6)可开方性:a>b>0 >(n∈N,n≥2).
⇒
⇒
1.证明不等式的常用方法有:作差法、作商法、综合法、分析法、反证法、放缩法.
2.有关分式的性质
(1)若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0).
(2)若ab>0,且a>b <.
⇔
1.思考辨析(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ay,则下列不等式成立的是( )
A.<1 B.2-x<2-y
C.lg(x-y)>0 D.x2>y2
答案 B
解析 由x>y,得-x<-y,所以2-x<2-y,故选B.
5.(多选)(2022·湖北七市联考)设a,b,c,d为实数,且a>b>0>c>d,则下列不等
式正确的是( )
A.c2<cd B.a-c<b-d
C.ac>bd D.->0
答案 AD
解析 对于A,c2-cd=c(c-d)<0,所以A正确;
对于B,a-c-(b-d)=(a-b)-(c-d),无法判断与0的大小关系,所以B错误;
对于C,不妨设a=2,b=1,c=-1,d=-2,则ac=bd,所以C错误;
对于D,-=>=>0,所以D正确.故选AD.
6.比较两数的大小:+________+.
答案 >
解析 (+)2=17+2,(+)2=17+2,∴(+)2>(+)2,∴+>+.
考点一 比较数(式)的大小1.若a,b∈[0,+∞),A=+,B=,则A,B的大小关系是( )
A.A≤B B.A≥B C.A<B D.A>B
答案 B
解析 由题意得,B2-A2=-2≤0,又A≥0,B≥0,所以A≥B.
2.若a=,b=,c=,则( )
A.ab;==log 1 024>1,
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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.
3.已知等比数列{a }中,a >0,q>0,前n项和为S ,则与的大小关系为________.
n 1 n
答案 <
解析 当q=1时,=3,=5,
所以<;
当q>0且q≠1时,
-=-
==<0,
所以<.综上可知<.
4.eπ·πe与ee·ππ的大小关系为________.
答案 eπ·πe<ee·ππ
解析 ==,
又0<<1,0<π-e<1,
∴<1,即<1,
即eπ·πe<ee·ππ.
感悟提升 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.
考点二 不等式的基本性质
例1 (1)(多选)(2021·长沙调研)若<<0,则下列不等式中正确的是( )
A.< B.|a|+b>0
C.a->b- D.ln a2>ln b2
答案 AC
解析 由<<0,可知b<a<0.A中,因为a+b<0,ab>0,所以<0,>0.故有<,
即A正确;
B中,因为b<a<0,所以-b>-a>0.
故-b>|a|,即|a|+b<0,故B错误;
C中,因为b<a<0,又<<0,则->->0,所以a->b-,故C正确;
D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D错误.由以上分析,知A,C
正确.
(2)(多选)(2021·石家庄模拟)已知x>y>z,x+y+z=0,则下列不等式不成立的是(
)
A.xy>yz B.xy>xz
C.xz>yz D.x|y|>|y|z
答案 ACD
解析 因为x>y>z,x+y+z=0,
所以x>0,z<0,y的符号无法确定.
对于A,由题意得x>z,若y<0,则xy<0<yz,故A错误;
对于B,因为y>z,x>0,所以xy>xz,故B正确;
对于C,因为x>y,z<0,所以xz<yz,故C错误;
对于D,当|y|=0时,x|y|=|y|z,故D错误.
感悟提升 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,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;
(2)利用特殊值法排除错误答案;
(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
对数、幂函数等函数的单调性进行判断.训练1 (1)若2m>2n,则下列结论一定成立的是( )
A.> B.m|m|>n|n|
C.ln(m-n)>0 D.πm-n<1
答案 B
解析 ∵2m>2n,
∴可取m=2,n=1,可得ACD不成立.
(2)(多选)设b>a>0,c∈R,则下列不等式中正确的是( )
A.a<b B.-c>-c
C.> D.ac2<bc2
答案 ABC
解析 ∵y=x在(0,+∞)上是增函数,
∴a<b.
∵y=-c在(0,+∞)上是减函数,
∴-c>-c.
∵-=>0,∴>.
当c=0时,ac2=bc2,∴D不成立.故选ABC.
考点三 不等式性质的综合应用
例2 (1)已知-1b>c,则的取值范围是________.
答案
解析 因为f(1)=0,所以a+b+c=0,所以b=-(a+c).
又因为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.
14.若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0.
(2)求证:<.
(3)在(2)的不等式中,能否找到一个代数式,满足<所求式<?若能,请直接写出
该代数式;若不能,请说明理由.
(1)证明 因为|b|>|c|,且b>0,c<0,所以b>-c,所以b+c>0.
(2)证明 因为c<d<0,所以-c>-d>0.
又a>b>0,所以由同向不等式的可加性可得a-c>b-d>0,
所以(a-c)2>(b-d)2>0,
所以0<<①.
因为a>b,d>c,所以由同向不等式的可加性可得a+d>b+c,
所以a+d>b+c>0②.
①②相乘得<.
(3)解 因为a+d>b+c>0,0<<,
所以<<或<<.
所以,均为所求代数式.(只要写出一个即可)