文档文本内容
1.3 等式性质与不等式性质
目录
01 思维导图与题型归纳......................................................................................................................2
02 基础知识点梳理..............................................................................................................................3
知识点一、两个实数比较大小的方法................................................................................................3
知识点二、等式的性质........................................................................................................................3
知识点三、不等式的性质....................................................................................................................3
知识点四、常用二级结论....................................................................................................................4
03 真题回顾..........................................................................................................................................5
04 经典题型归纳总结..........................................................................................................................8
题型一:数与代数式大小比较(必考基础)....................................................................................8
题型二:不等式性质的应用(必考基础)......................................................................................10
题型三:不等式证明..........................................................................................................................12
题型四:由不等式条件求范围(高频考点)..................................................................................15
题型五:不等式综合应用(压轴小题)..........................................................................................17
题型六:浓度相关不等式问题(基础应用题型)..........................................................................19
05 课后拓展精练................................................................................................................................23
知识点一、两个实数比较大小的方法
做差法
与0 比较
做商法
与1 比较
a>b
a−b>0
a
b >1(a ,b>0)
或
a
b <1(a,b<0)
a=b
a−b=0
a
b =1(b≠0)
a<b
a−b=0
a
b <1(a ,b>0)
或
a
b >1(a,b<0)
知识点二、等式的性质
性质1 对称性:如果
,那么
;
性质2 传递性:如果
,
,那么
;
性质3 可加(减)性:如果
,那么
;
性质4 可乘性:如果
,那么
;
性质5 可除性:如果
,
,那么
.
知识点三、不等式的性质
性质1 对称性:a>b⇔b<a ;a<b⇔b>a ;
性质2 传递性:a>b ,b>c⇒a>c ;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>c ,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:
.
知识点四、常用二级结论
1、浓度不等式
(1) 浓度不等式定理:若
,
,则一定有
>
通俗的理解:
克的不饱和糖水里含有
克糖,往糖水里面加入
克糖,则糖水更甜
(2) 浓度不等式的倒数形式:设
,
,则有
>
.
1.(2024 年上海春季高考试题)
,
,
,
,下列不等式恒成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对于A,若
,则
,选项不成立,故A 错误;
对于B,由不等式的可加性可知,
,故B 正确;
对于C、D,若
,则选项不成立,故C、D 错误.
故选:B.
2.(2025 年高考北京卷数学真题)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】对于A,当
时,
,故A 错误;
对于BD,取
,此时
,
,故BD 错误;
对于C,由基本不等式可得
,故C 正确.
故选:C.
3.(2019 年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅱ))若a>b,则( )
A.ln(a−b)>0
B.3a<3b
C.a3−b3>0
D.│a│>│b│
【答案】C
【解析】取
,满足
,
,知A 错,排除A;因为
,知B 错,排除
B;取
,满足
,
,知D 错,排除D,因为幂函数
是增函数,
,所
以
,故选C.
4.(2017 年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(山东卷精编版))若a>b>0,且ab=1,则下列不
等式成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】因为
,且
,所以
设
,则
,所以
单调递增,
所以
,所以选B.
5.(多选题)(2022 年新高考全国II 卷数学真题)若x,y 满足
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】因为
(
R),由
可变形为,
,
解得
,当且仅当
时,
,当且仅当
时,
,所以A 错误,
B 正确;
由
可变形为
,解得
,当且仅当
时取等号,所以
C 正确;
因为
变形可得
,设
,所以
,因此
,所以当
时满足等式,但是
不成立,所以D 错误.
故选:BC.
6.(2022 年上海秋季高考数学试题(网络收集版))
,
,则
的最小值是
___________.
【答案】
/
【解析】设
,则
,解得
,
所以,
,
因此,
的最小值是
.
故答案为:
.
7.(2010 年普通高等学校招生全国统一考试(辽宁卷)理科数学)已知
且
,则
的取值范围是 _______ (答案用区间表示)
【答案】(3,8)
【解析】设
,
则
,解得
,即
,
又
且
,
且
,
.
故答案为:(3,8)
题型一:数与代数式大小比较(必考基础)
【解题妙招】
比较大小的常用方法
(1)作差法
(2)作商法
(3)构造函数,利用函数的单调性比较大小.
例1.(2026·高三·北京·阶段检测)已知
且
,则下列结论中不一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对于A:
,A 正确;
对于B:取
,
,
,
,B 错误;
对于C:因为
,所以
,因为
,所以
,当
时,
,此时,
,选项C 正确;
当
时,
,根据均值不等式,
,因为
,故
,
选项C 正确;
对于D:因为
,所以
,因为
,所以
,
,选项D 正确.
例2.(2026·高三·辽宁·阶段检测)已知实数
满足
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】实数
满足
,
,y - z>0,(x - y)( y - z)>0,A 项错误;
,但是
正负不确定,B 项错误;
,但是
正负不确定,C 项错误;
x - z> y - z>0 ,所以
,D 项正确.
例3.(2026·高三·北京·阶段检测)已知
,且
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】对于A,当
,
,
时,
,故A 错误;
对于B,当
,
,
时,
,故B 错误.
对于C,当
,
,
时,
,故C 错误;
对于D,因为
,
,所以
,故D 正确.
变式1.(2026·四川绵阳·模拟预测)已知
,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】对于A,因为
,所以
,即
,故A 错误;
对于B,当
时,
,
,此时
,故B 错误;
对于C,
,
因为
,所以
,即
,又因为
,所以
,
因此
,即
,故C 正确;
对于D,余弦函数
在
上单调递减,所以
,
又因为函数为偶函数,所以
,故D 错误.
变式2.(2026·天津河东·二模)“明数理”数学兴趣小组在综合实践过程中为某公司的一款明星科技产品
提供涨价方案,经过小组成员分析讨论形成如下四个方案:
方案甲:第一次提价
,第二次提价
;方案乙:第一次提价
,第二次提价
;
方案丙:第一次和第二次均提价
;
方案丁:第一次提价
,第二次降价
;
其中
,则四个方案中提价最多的方案为( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
【答案】C
【解析】设商品原价为
,
对于甲:最终价格为
;
对于乙:最终价格为
;
所以甲、乙方案结果相同,
对于丙:最终价格为
;
由均值不等式,
,所以方案丙的最终价格高于甲、乙,
对于丁:最终价格为:
,该式存在负项,所以明
显小于其他方案的结果,
综上,提价最多的是方案丙.
题型二:不等式性质的应用(必考基础)
【解题妙招】
1、判断不等式是否恒成立,需要给出推理或者反例说明.
2、构造函数,利用函数的单调性.
3、利用特殊值法排除错误选项.
例4.(2026·浙江·一模)对实数
,则“
”是“
”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
【答案】C
【解析】对实数
,当
时,
,则
,
当
时,
,则
,
则“
”是“
”的充要条件.
故选:C.
例5.(2026·高三·江苏常州·期末)已知实数
,则“
”是“
”的( )
A.充分且不必要条件
B.必要且不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】若
,不妨取
,
,此时
,所以
不能推出
,
若
等价于
,因为
,所以
,
即
能推出
,
综上,“
”是“
”的必要且不充分条件,
故选:B
例6.已知
,且
,则下列不等式中一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为
,且
,
所以
,
,故CD 错误;
因为
,
,所以
即
恒成立,故A 正确;
取
,
,则
,但此时
,故B 未必成立.
故选:A
变式3.(2026·高三·山西大同·阶段检测)在
四个数中( )
A.任意三个数不能同时等于0
B.任意两个数之和不等于另两个数之和
C.至少有一个数不大于3
D.至少有一个数不小于1
【答案】D
【解析】当
时,
,A 错误;
令
,则
,
,
若
,即
,则四个数相等,B 错误;
不妨取
,
则
,C 错误;
记
为四个数中最大的数,
当
时,
故
,
当
时,
,(
时的条件不唯一);
当
时,
不妨设
,则只需考虑
且
的情况,
此时
,故
,故当
时,
,
综上所述,
,D 正确;
故选:D.
变式4.已知a,b,c 满足
且
,则下列选项中不一定能成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为
,不等式
两边同除以正数
,不等号方向不变,因此
一定成立,A 正确;
由
得
,又
,负数除以负数结果为正,因此
一定成立,B 正确;
取
,满足条件,但此时
,C 错误;
由
得
,且
,正数除以负数结果为负,因此
一定成立,D 正确.
题型三:不等式证明
【解题妙招】
证明大小的常用方法
(1)作差法
(2)作商法
例7.已知
,
(1)求
的取值范围;
(2)比较两个代数式的大小:
与
.
【解析】(1)
,
,
,
;
(2)
,
.
例8.已知
,
,
,判断M,N 的关系?
【解析】由
.
①当
时,
,即
;
②当
时,
,即
;
③当
,
中一个小于或等于1,另一个大于或等于1 时,
,即
.
综上所述,当
或
时,
;
当
,
中一个小于或等于1,另一个大于或等于1 时,
.
例9.(1)比较大小:
与
;
(2)设
,比较
与
的大小.
【解析】(1)
,
因为
,所以
,
即
.
(2)由
,得
,
,
,
因此
,
所以
.
变式5.加油是燃油车用户经常要做的事情,加油时可以有两种不同的策略,第一种是不考虑油价的升降,
每次加油的数量一定;第二种是不考虑油价的升降,每次加油所花费的钱数一定.为了比较哪种加油方式
更经济,请回答以下问题:
(1)你认为用下列哪一个标准去比较多次加油哪种策略更经济是合适的?
A.多次加油的钱数总和;
B.多次加油的油量总量;
C.多次加油的平均单价.
(2)为得到一般结论,我们先假定加油两次,设两次加油的单价分别为
元/升和
元/升,如果两次加油都
采用第一种策略,设每次加油
升,如果两次加油都采用第二种策略,设每次加油
元,请用上面你选择
的标准比较哪种策略更经济;
(3)类比上面的研究过程,比较加油三次哪种策略更经济;
(4)归纳(2),(3)的结论,你能得到更为一般的数学结论吗?(只写出结论,不用证明)
【解析】(1)对于A,多次加油的钱数总和:总花费受总油量影响,策略不同导致总油量不同,无法直接
比较经济性;
对于B,多次加油的油量总量:总油量受油价变化影响,但未考虑总花费,无法反映成本效率;
对于C,多次加油的平均单价:定义为总花费除以总油量,即单位油量的平均成本,能直接衡量经济性
(平均单价越低越经济),
所以合适的是C.
(2)第一种策略,两次加油的平均单价为
;
第二种策略,两次加油的平均单价为
,
而
,当且仅当
时取等号,因此当
时,
,
所以第二种策略更经济.
(3)设三次加油的单价分别为
元/升、
元/升和
元/升,
,
第一种策略,每次加油
升,三次加油的平均单价为
;
第二种策略,每次加油
元,三次加油的平均单价为
,
则
,即
,
当且仅当
时取等号,当
不全相等时,
,
所以第二种策略更经济.
(4)由(2)(3)可以归纳出更一般结论:在多次加油的情况下,油价不全相等时,每次加油所花费的钱数一
定的策略总比每次加油的数量一定的策略更经济.
变式6.已知
,
,对任意的实数
,求证:
(1)
;
(2)
.
【解析】(1)证明:因为
,
,
都是正数且
,
,可得
,
所以
,
也是正数.
又因为
,
即得
.
(2)证明:由于对正数
和
,可得
,
故
,则
,
从而
,
两端
次方得
.
题型四:由不等式条件求范围(高频考点)
【解题妙招】
在利用不等式的性质求代数式的取值范围时,需注意以下关键要点:
首先,必须严格遵循不等式的性质。不等式的性质是求解取值范围的基础,任何违反性质的操作都可
能导致结果错误。其次,需警惕多次运用不等式性质时可能导致的变量取值范围扩大。在复杂问题中,若
分步处理不等式,每一步的运算都可能引入额外误差,最终导致所求范围超出实际解集。例如,对不等式
进行多次平方或开方操作时,可能引入非原解集的解。
例10.已知
,
,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据题意可知
,
由
可得
,又
,
所以
,即
的取值范围是
.
例11.(2026·高三·全国·二轮复习)已知
,
,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】原式的分子和分母同时除以
,得
,
由条件得
,
,所以
,即
,
所以
,
所以
,则则
的取值范围是
.
故选:D.
例12.已知实数
满足
,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】设
,则
,
所以
,解得
,
即
,
,
则
,
因此
.
故选:D.
变式7.(2026·高三·广东汕头·期末)已知
,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为
,所以
,
又
,所以
,则
.
故选:C
变式8.已知实数
满足
,
,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】设
,
则
,解得
,所以
;
又
,
,
所以
,
所以
.
故选:B.
题型五:不等式综合应用(压轴小题)
【解题妙招】
综合利用等式与不等式的性质进行求解.
例13.(2026·高三·陕西西安·自主招生)设实数
,
,,
,满足
,且任意两数之
和共10 个数中最小的三个数是
,最大的两个数是
.则
________.
【答案】
/
/
【解析】因为
,且任意两数之和共10 个数中最小的三个数是
,所以
,
所以
.
因为最大的两个数是
,所以
,所以
.
因为
,所以
,所以
.
所以
.
故答案为:
.
例14.已知
表示
中的最大者,若
,
,则
的最小值为_____.
【答案】3
【解析】设
,
则
,
因为
,
,所以
,
所以
,所以
,
所以
,解得
,
所以m 的最小值为3,即
的最小值为3.
故答案为:3.
例15.(2026·河北邯郸·模拟预测)已知正数x,y,z 满足
或
,记
(M 为x,y,z 中最大者),则M 的最小值为______.
【答案】
【解析】若
,由
,可得
,
所以
,即
,
若
,则有
,所以
,即
,
故
的最小值为
.
故答案为:
变式9.设
表示
,
,中最大的数,设
,且
,则
的最小值为__________.
【答案】
/0.2
【解析】令
其中
,
所以
,
因为
,则
,即
,
,
则
,故
,则
,
当且仅当
且
时等号成立,
如取
时可满足等号成立,
所以
的最小值为
,
故答案为:
变式10.(2026·高三·海南海口·阶段检测)已知
,且
,则
的最
小值是_________.
【答案】
【解析】令
其中
,
所以
,
若
,则
,故
,
令
,
因此
,故
,则
,
当且仅当
等号成立,取
时可满足等号成立,
可知
的最小值为
,
故答案为:
.
题型六:浓度相关不等式问题(基础应用题型)
【解题妙招】
浓度不等式定理:若
,
,则一定有
>
例16.(1)已知
糖水中含有
糖(
),若再添加
糖完全溶解在其中,则糖水变得
更甜了(即糖水中含糖浓度变大).根据这个事实,则
__________
.(填“>,<,=,≥,≤”之
一).
(2)
,
,则M________N(填“>,<,=,≥,≤”之一).
【答案】
【解析】(1)∵
,
又∵
,
,
∴
,即
;
(2)因为
,
,
故
.
故答案为:
;
.
例17.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)若
克不饱和糖水中含有
克糖,则糖的质量分数为
,这个质量
分数决定了糖水的甜度.如果在此糖水中再添加
克糖,生活经验告诉我们糖水会变甜,从而可抽象出不等
式
(
,
)数学中常称其为糖水不等式.依据糖水不等式可得出
___________
(用“
”或“
”填空);并写出上述结论所对应的一个糖水不等式___________.
【答案】
【解析】空1:因为
,所以可得:
;
空2:由空1 可得:
,即
.
故答案为:
;
例18.
克糖水中含有
克糖,糖的质量与糖水的质量比为
,这个质量比决定了糖水的甜度,如果再
添加
克糖(假设全部溶解),生活经验告诉我们糖水会变甜,对应的不等式为
,这个不等式趣称为糖水不等式.根据糖水不等式,下列不等式正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】对于A,
,
,A 错误;
对于B,
,
,则
,B 错误.
对于C,由
,得
,C 正确;
对于D,
,D 错误;
故选:C
变式11.(多选题)生活经验告诉我们:
克糖水中有
克糖(
,
,且
),若再添加
克
糖(
)后,糖水会更甜,于是得出“糖水不等式”:
.根据“糖水不等式”等知识判断,下
列命题一定正确的是( )
A.若
,
,则
B.若
,
且
,则
C.若
,
,为
三条边长,则
D.若
,
,为
三条边长,则
【答案】ACD
【解析】对于A,
,
,即
,故A 正确;
对于B,当
,
时,
,
,故B 错误;
对于C,由题,
,则
,
,
又
,所以
,故C 正确;
对于D,
,
,
,
,故D 正确.
故选:ACD.
变式12.(多选题)生活经验告诉我们,a 克糖水中有b 克糖
且
,若再添加c 克糖
后,糖水会更甜,于是得出一个不等式:
趣称之为“糖水不等式”.根据生活经验和不等式的
性质判断下列命题一定正确的是( )
A.若
,
,则
与
的大小关系随m 的变化而变化
B.若
,
,则
C.若
,
,则
D.若
,
,则一定有
【答案】BCD
【解析】对于A,
,
,
,
,故A 错误,
对于B,
,
,
,
,故B 正确,
对于C,
,
,
,
,
,
,故C 正确,
对于D,
,
,
,
,
,故D 正确,
故选:BCD
1.(2026·陕西西安·模拟预测)已知
,且
,
,则
的取值范
围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由题意可得
,
,
可得
,
即
,
将
代入,可得
.
2.(2026·云南昆明·模拟预测)设
,
,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】对于A,若取
,但
,不满足
,故A 错误;
对于B,若取
,
,则
,不满足
,故B 错误;
对于C,因
,当且仅当
时取等,
即当
时,
取得最小值
,而
,故C 错误;
对于D,令
,则t a
2-a+t b
2-b+2t =0可看作关于
的一元二次方程有正数解,
所以
,整理得4t
2b
2- 4tb+8t
2-1≤0,此时可看作关于
的一元二次不等式有正
数解,
则
,可得
,因
,则得
,当
时取等,故D 正确.
3.设
,下列不等式不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】对于A,
,
,即
;
,得
,即
,故A 正确;
对于B,
,由均值不等式得
,即
,∴ab<(
a+b
2 )
2
,故B 正确;
对于C、D ,
,由均值不等式得
,∴
1
a+b <
1
2❑√ab ;
,即
,故C 错误,D 正确.
4.(2026·浙江·二模)已知
且
,则“
”是“
”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
【答案】A
【解析】因为
,
由
,所以
,故
,充分性成立,
由
,得
或
,必要性不成立,
所以“
”是“
”的充分不必要条件.
5.(2026·河北雄安·三模)若实数
,
满足
,对于以下各式:①
;②
;
③
;④
,其中不可能成立的个数是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】B
【解析】
,
若
,由
在
上单调递减,
则0.3
x+0.7
x<1,故
,即
,
又
,
故
,故①可能成立,②不可能成立;
若
,则0.3
x+0.7
x>1,故
,即
,
又
,
故
,故③可能成立,④不可能成立;
故其中不可能成立的个数是
.
6.(2026·江苏南通·三模)已知三个不相同的正整数的平均数是11,且最大数与最小数的差为6,则中间
的数为( )
A.9
B.11
C.13
D.15
【答案】B
【解析】三个不相同的正整数分别为
,
,
则
,
,
故
,则
,故
,解得
,
又
,即
,解得
,
故
,又
为正整数,故
,故
,中间值为11.
7.(2026·北京昌平·二模)设
,则下列不等式一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】选项A:
,取特殊值
,
,则
,
,原
不等式不成立,故A 错误.
选项B:指数函数
在
上单调递减,由
,得
,即
,故B 错误.
选项C:
.取特殊值
,
,则
,
,
,不等
式不成立,故C 错误.
选项D:正弦函数
在
上单调递增,由
,得
,即
,不等式恒成立,
故D 正确.
8.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)下列各式大小比较中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】对于A,因为
,
,
由于
,则
,
即
,故A 错误;
对于B,由
,则
,而
,则
,故B 错误;
对于C,
,故C 错误;
对于D,由
,
,
则
,故D 正确.
9.(多选题)(2026·湖北黄冈·三模)若
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】对于A,因为
,
,
,所以
,
当且仅当
时取等号,即
,所以
,所以A 不正确;
对于B,因为
,
当且仅当
时取等号,所以B 正确;
对于C,因为
,所以
,
当且仅当
时取等号,所以C 正确;
对于D,因为
,
,且
,所以
,
又因为
,可得
,所以D 不正确.
10.(多选题)(2026·青海西宁·模拟预测)下列不等式中成立的是( )
A.若
,则
B.若
,则
C.若
,则
D.若
,则
【答案】BD
【解析】对于A:当
时,
,故A 错误;
对于B:因为
,则
,故得
,故B 正确;
对于 C:若取
,
,满足
,
因
,
,
,显然不满足
,故 C 错误;
对于D:由
,得
且
,
因
,可得
,故D 正确.
11.(多选题)(2026·河南·三模)下列说法正确的是( )
A.若
,则
B.若
,则
C.若
,则
D.若
,
,则
【答案】BD
【解析】选项A,已知
,因为
,当
时,
,不满足
,所以
,
则
.
不等式
两边同时除以
,不等号方向不变,可得
.
当
时,满足
,但此时
,所以选项A 错误.
选项B,已知
,因为
和
都有意义,所以
.
不等式两边同时平方,不等号方向不变,可得
,即
。
因为函数
在
上单调递增,所以由
可得
,选项B 正确。
选项C,
,
因为
,所以
,
,则
,
所以
,即
,选项C 错误.
选项D,已知
,不等式两边同时乘以
,不等号方向改变,可得
,
又因为
,根据不等式的性质,两个不等式相加,不等号方向不变,
可得
,即
,选项D 正确.
12.已知函数
,若正实数
满足
,则
的取值范围是_____.
【答案】
【解析】因为
单调递增,函数
的图象如下图所示:
由
可知
,又因为
,所以
;
则
,
又因为函数
在
上单调递增,所以
;
所以
的取值范围是
.
故答案为:
13.(2026·高三·全国·一轮复习)(1)已知
,
,则
的取值范围是________.
(2)已知
,
,则
的取值范围是________.
【答案】
【解析】(1)因为
,所以
,因为
,
所以
,所以
的取值范围是
.
(2)因为
,所以
.
因为
,所以
,即
,解得
.
将
代入
中得
,即
,
得
,所以
,所以
的取值范围是
.
故答案为:(1)
;(2)
.
14.(2026·高三·浙江杭州·期中)已知实数a,b 满足
,则
的取值范围为
________.
【答案】
【解析】设
,
联立
,解得:
,
,
所以
,解得
,
又
,解得
,
所以
的取值范围是
.
故答案为: