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1、第一篇 集合与不等式专题1.03等式与不等式的性质【考试要求】梳理等式的性质,理解不等式的概念,掌握不等式的性质.【知识梳理】1.两个实数比较大小的方法(1)作差法(2)作商法2.等式的性质(1)对称性:若ab,则ba.(2)传递性:若ab,bc,则ac.(3)可加性:若ab,则acbc.(4)可乘性:若ab,则acbc;若ab,cd,则acbd.3.不等式的性质(1)对称性:abba;(2)传递性:ab,bcac;(3)可加性:abacbc;ab,cdacbd;(4)可乘性:ab,c0acbc;ab,c0acbc;ab0,cd0acbd;(5)可乘方:ab0anbn(nN,n1);(6)可开
2、方:ab0(nN,n2).【微点提醒】1.在不等式的两边同乘以一个正数,不等号方向不变;同乘以一个负数,不等号方向改变.2.有关分数的性质(1)若ab0,m0,则(bm0).(2)若ab0,且ab1,则ab.()(4)0axb或axb01,但a【解析】()2172,()2172,()2()2,.【真题体验】4.(2018衡阳联考)若a,b,c为实数,且ab0,则下列命题正确的是()A.ac2bc2 B. D.a2abb2【答案】D【解析】c0时,A项不成立;0,选项B错;0,选项C错.由ababb2.D正确.5.(2017北京卷改编)能够说明“设a,b,c是任意实数,若abc,则abc”说法不
3、正确的一组整数a,b,c的值依次为_.【答案】1,2,3(答案不唯一)【解析】因为abc,所以ac,bc,则ab2c.所以abc不一定正确.因为2c与c的大小关系不确定,当c0时,2cc;当c0时,2cc;当c0时,2cc.不妨令a1,b2,c3,则abc.6.(2019运城模拟)若,则的取值范围是_.【答案】(,0)【解析】由,得a B.acbC.cba D.acb(2)已知a1,a2(0,1),记Ma1a2,Na1a21,则M与N的大小关系是()A.MNC.MN D.不确定(3)(一题多解)若a,b,c,则()A.abc B.cbaC.cab D.ba0,ba,cba.(2)MNa1a2(
4、a1a21)a1a2a1a21a1(a21)(a21)(a11)(a21),又因为a1(0,1),a2(0,1),所以a110,a210,即MN0,所以MN.(3)法一易知a,b,c都是正数,log8164b;log6251 0241,所以bc.即cb0,得0xe;由f(x)e.f(x)在(0,e)为增函数,在(e,)为减函数.f(3)f(4)f(5),即abc.【规律方法】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
5、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.【训练1】 (1)若a,b为正数,且ab,则a3b3_a2bab2(用符号、填空).(2)若0a(2)a2aba2b20,b0且ab,(ab)20,ab0,(a3b3)(a2bab2)0,即a3b3a2bab2.(2)0ab且ab1,ab1且2a1,a2ba2a(1a)2a22a2.即a2ab1,即a2b2.b1,(a2b2)b(1b)2b2b2b23b1(2b1)(b1)0.考点二不等式
6、的性质【例2】 (1)已知a,b,c满足cba,且acac B.c(ba)0C.cb20(2)(一题多解)若0,给出下列不等式:;|a|b0;ab;ln a2ln b2.其中正确的不等式是()A. B. C. D.【答案】(1)A(2)C【解析】 (1)由cba且ac0,知c0.由bc,得abac一定成立.(2)法一因为0,故可取a1,b2.显然|a|b1210,所以错误;因为ln a2ln(1)20,ln b2ln(2)2ln 40,所以错误.综上所述,可排除A,B,D.法二由0,可知ba0.中,因为ab0,ab0,所以0,0.故有,即正确;中,因为ba0,所以ba0.故b|a|,即|a|b
7、0,故错误;中,因为ba0,又0,则0,所以ab,故正确;中,因为ba0,根据yx2在(,0)上为减函数,可得b2a20,而yln x在定义域(0,)上为增函数,所以ln b2ln a2,故错误.由以上分析,知正确.【规律方法】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;(2)利用特殊值法排除错误答案,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;(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,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等函数的单调性进行判断.【训练2】 (1)(2019东北三省四市模拟)设a,b均为实数,则“a|b|”是“a3b3”的()A
8、.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(2)设ab1,c;acloga(bc).其中所有正确结论的序号是()A. B. C. D.【答案】(1)A(2)D【解析】(1)a|b|能推出ab,进而得a3b3;当a3b3时,有ab,但若ba|b|不成立,所以“a|b|”是“a3b3”的充分不必要条件.(2)由不等式性质及ab1,知,又c,正确;构造函数yxc,cb1,acb1,cbc1,logb(ac)loga(ac)loga(bc),正确.考点三不等式及其性质的应用角度1不等式在实际问题中的应用【例31】 (2017北京卷)某学习小组由学生和教师组成,人员构成同
9、时满足以下三个条件:(1)男学生人数多于女学生人数;(2)女学生人数多于教师人数;(3)教师人数的两倍多于男学生人数.若教师人数为4,则女学生人数的最大值为_.该小组人数的最小值为_.【答案】612【解析】令男学生、女学生、教师人数分别为x,y,z,且2zxyz,若教师人数为4,则4yx8,当x7时,y取得最大值6.当z1时,1zyx2,不满足条件;当z2时,2zyx4,不满足条件;当z3时,3zyx6,y4,x5,满足条件.所以该小组人数的最小值为34512.角度2利用不等式的性质求代数式的取值范围【例32】 (经典母题)已知1x4,2y3,则xy的取值范围是_,3x2y的取值范围是_.【答
10、案】(4,2)(1,18)【解析】因为1x4,2y3,所以3y2,所以4xy2.由1x4,2y3,得33x12,42y6,所以13x2y18.【迁移探究1】 将本例条件改为“1xy3”,求xy的取值范围.【答案】见解析【解析】因为1x3,1y3,所以3y1,4xy4.又因为xy,所以xy0,由得4xy0,故xy的取值范围是(4,0).【迁移探究2】 将本例条件改为“已知1xy4,2xy3”,求3x2y的取值范围.【答案】见解析【解析】设3x2y(xy)(xy),即3x2y()x()y,于是解得3x2y(xy)(xy).1xy4,2xy3,(xy)2,5(xy),(xy)(xy).故3x2y的取
11、值范围是.【规律方法】1.解决有关不等关系的实际问题,应抓住关键字词,例如“要”“必须”“不少于”“大于”等,从而建立相应的方程或不等式模型.2.利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.解决的途径是先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,最后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.【训练3】 (1)已知甲、乙两种食物的维生素A,B含量如下表:甲乙维生素A(单位/kg)600700维生素B(单位/kg)800400设用甲、乙两种食物各x kg、y kg配成至多100 kg的混合食物,并使混
12、合食物内至少含有56 000单位维生素A和62 000单位维生素B,则x,y应满足的所有不等关系为_.(2)(2019青岛测试)已知实数a(1,3),b,则的取值范围是_.【答案】(1)(2)(4,24)【解析】(1)x,y所满足的关系为即(2)依题意可得48,又1a3,所以424.【反思与感悟】1.比较法是不等式性质证明的理论依据,是不等式证明的主要方法之一,比较法之一作差法的主要步骤为作差变形判断正负.2.判断不等式是否成立,主要有利用不等式的性质和特殊值验证两种方法,特别是对于有一定条件限制的选择题,用特殊值验证的方法更简单.【易错防范】1.运用不等式的性质解决问题时,注意不等式性质成立
13、的条件以及等价转化的思想,比如减法可以转化为加法,除法可以转化为乘法等.但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.2.形如例32探究2题型的解决途径:先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,再通过“一次性”不等关系的运算求解范围.【分层训练】【基础巩固题组】 (建议用时:35分钟)一、选择题1.限速40 km/h的路标,指示司机在前方路段行驶时,应使汽车的速度v不超过40 km/h,写成不等式为()A.v40 km/hC.v40 km/h D.v40 km/h【答案】D【解析】由汽车的速度v不超过40 km/h,即小于等于40
14、km/h,即v40 km/h,故选D.2.若f(x)3x2x1,g(x)2x2x1,则f(x),g(x)的大小关系是()A.f(x)g(x) B.f(x)g(x)C.f(x)g(x) D.随x的值变化而变化【答案】B【解析】f(x)g(x)x22x2(x1)210f(x)g(x).3.若a,b都是实数,则“0”是“a2b20”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】0aba2b2,但由a2b20不能推出0.故选A.4.若a,bR,且a|b|0 B.a3b30C.a2b20 D.ab0【答案】D【解析】由a|b|0知,a|b|,当b0时
15、,ab0成立,当b0时,ab0成立,所以aby”的充要条件是()A.2x2y B.lg xlg yC. D.x2y2【答案】A【解析】因为2x2yxy,所以“2x2y”是“xy”的充要条件,A正确;lg xlg yxy0,则“lg xlg y”是“xy”的充分不必要条件,B错误;“”和“x2y2”都是“xy”的既不充分也不必要条件.6.(2018湖州质检)若实数m,n满足mn0,则()A. B. D.m2mn【答案】B【解析】取m2,n1,代入各选择项验证A,C,D不成立.1只有B项成立.7.已知0aN B.MNC.MN D.不能确定【答案】A【解析】因为0a0,1b0,1ab0,所以MN0.
16、故选A.8.已知函数f(x)x3ax2bxc.且0f(1)f(2)f(3)3,则()A.c3 B.3c6C.69【答案】C【解析】由f(1)f(2)f(3)得解得则f(x)x36x211xc,由0f(1)3,得01611c3,即6”“”或“”).【答案】【解析】分母有理化有2,显然2,所以0,bcad0,则0;若ab0,0,则bcad0;若bcad0,0,则ab0.其中正确的命题是_(填序号).【答案】【解析】ab0,bcad0,0,正确;ab0,又0,即0,bcad0,正确;bcad0,又0,即0,ab0,正确.故都正确.12.已知a0,b0,ab,则aabb与(ab)的大小关系是_.【答案
17、】aabb(ab)【解析】.当ab0时,1,0,则1,aabb(ab).当ba0时,01,1,aabb(ab).【能力提升题组】(建议用时:20分钟)13.已知0a0 B.2abC.log2alog2b2 D.2【答案】C【解析】由题意知0a1,此时log2a0,A错误;由已知得0a1,0b1,所以1b0,又ab,所以1ab0,所以2ab1,B错误;因为0a22,所以2224,D错误;由ab12,得ab,因此log2alog2blog2(ab)n2,所以mn4;结合定义及pq2,可得或即qaab,则实数b的取值范围是_.【答案】(,1)【解析】因为ab2aab,所以a0,当a0时,b21b,即解得b1;当a0时,b21bc,求的取值范围.【答案】见解析【解析】因为f(1)0,所以abc0,所以b(ac).又abc,所以a(ac)c,且a0,c,即11.所以解得2.即的取值范围为【新高考创新预测】17.(多选题)下列四个条件,能推出成立的有()A.b0a B.0abC.a0b D.ab0【答案】ABD【解析】运用倒数性质,由ab,ab0可得,B、D正确.又正数大于负数,A正确,C错误,故选A,B,D.12
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