不等式,推理與證明

2021-12-30 11:16:41 字數 4433 閱讀 6574

一,不等關係和不等式

1.實數大小順序與運算性質之間的關係

a-b>0a>b;a-b=0a=b;a-b<0a2.不等式的基本性質

1.在應用傳遞性時,注意等號是否傳遞下去,如a≤b,b2.在乘法法則中,要特別注意「乘數c的符號」,例如當c≠0時,有a>bac2>bc2;若無c≠0這個條件,a>bac2>bc2就是錯誤結論(當c=0時,取「=」).

1.(2013·北京高考)設a,b,c∈r,且a>b,則(  )

a.ac>bcb. <

c.a2>b2 d. a3>b3

解析:選d 由性質知選d.

21(填「>」或「<」). 解析:=+1<+1 答案:<

1.不等式的倒數性質

(1)a>b,ab>0<;

(2)a<0(3)a>b>0,0;

(4)02.不等式的分數性質

(1)真分數的性質:

<; > (b-m>0);

(2)假分數的性質:

>; < (b-m>0).

[練一練]

若00,則與的大小關係為答案: >

一,比較兩個數的大小

1.已知a1,a2∈(0,1),記m=a1a2,n=a1+a2-1,則m與n的大小關係是(  )

a.mn

c.m=n d.不確定

解析:選b m-n=a1a2-(a1+a2-1)

=a1a2-a1-a2+1

=a1(a2-1)-(a2-1)=(a1-1)(a2-1),

又∵a1∈(0,1),a2∈(0,1),

∴a1-1<0,a2-1<0.

∴(a1-1)(a2-1)>0,即m-n>0.

∴m>n.

2.若實數a≠1,比較a+2與的大小.

解:a+2-==

∴當a>1時,a+2>;

當a<1時,a+2<.

歸納:比較大小的常用方法

(1)作差法:

一般步驟是:①作差;②變形;③定號;④結論.其中關鍵是變形,常採用配方、因式分解、有理化等方法把差式變成積式或者完全平方式.當兩個式子都為正數時,有時也可以先平方再作差.

(2)作商法:

一般步驟是:①作商;②變形;③判斷商與1的大小;④結論.

(3)特值法:

若是選擇題、填空題可以用特值法比較大小;若是解答題,可先用特值**思路,再用作差或作商法判斷.

注意:用作商法時要注意商式中分母的正負,否則極易得出相反的結論.

二,不等式的性質

[典例] (1)(2014·太原)「a+c>b+d」是「a>b且c>d」的(  )

a.充分不必要條件 b.既不充分也不必要條件

c.充分必要條件 d.必要不充分條件

(2)若a>0>b>-a,c<d<0,則下列結論:①ad>bc;②+<0;③a-c>b-d;④a·(d-c)>b(d-c)中成立的個數是(  )

a.1 b.2

c.3 d.4

[解析] (1)由「a+c>b+d」不能得知「a>b且c>d」,反過來,由「a>b且c>d」可得知「a+c>b+d」,因此「a+c>b+d」是「a>b且c>d」的必要不充分條件,選d.

(2)法一:∵a>0>b,c<d<0,∴ad<0,bc>0,

∴ad<bc,故①錯誤.

∵a>0>b>-a,∴a>-b>0,

∵c<d<0,∴-c>-d>0,

∴a(-c)>(-b)(-d),

∴ac+bd<0,∴+=<0,

故②正確.

∵c<d,∴-c>-d,

∵a>b,∴a+(-c)>b+(-d),

a-c>b-d,故③正確.

∵a>b,d-c>0,∴a(d-c)>b(d-c),

故④正確,故選c.

法二:取特殊值.

[答案] (1)d (2)c

(3) (2014·北京東城區綜合練習)若a>b>0,則下列不等式不成立的是(  )

a. < b.|a|>|b|

c.a+b<2 d. a解析:選c ∵a>b>0,∴ <,且|a|>|b|,a+b>2,又2a>2b,∴ a三,不等式性質的應用

[典例] 已知函式f(x)=ax2+bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4.求f(-2)的取值範圍.

[解] f(-1)=a-b,f(1)=a+b.

f(-2)=4a-2b.

設m(a+b)+n(a-b)=4a-2b.

則解得∴f(-2)=(a+b)+3(a-b)=f(1)+3f(-1).

∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,

∴5≤f(-2)≤10.

即f(-2)的取值範圍為[5,10].

解:由本例知f(-2)=f(1)+3f(-1).

又∵1∴5<3f(-1)+f(1)<10,

故5故f(-2)的取值範圍為(5,10).

練習:若α,β滿足試求α+3β的取值範圍.

解:設α+3β=x(α+β)+y(α+2β)=(x+y)α+(x+2y)β.

則解得∵-1≤-(α+β)≤1,2≤2(α+2β)≤6,

兩式相加,得1≤α+3β≤7.

∴α+3β的取值範圍為[1,7].

二,一元二次不等式解法

一元二次不等式與相應的二次函式及一元二次方程的關係

基礎題1.(2013·浙江高考)設集合s=,t=,則(rs)∪t=(  )

a.(-2,1b.(-∞,-4]

c.(-∞,1] d.[1,+∞)

解析:選c t= ,根據補集定義,

rs=,所以(rs)∪t=,選c.

2.不等式ax2+bx+2>0的解集是,則a+b的值是(  )

a.10 b.-10

c.14 d.-14

解析:選d 由題意知-、是ax2+bx+2=0的兩根.

則a=-12,b=-故選d.

3.不等式x2+ax+4<0的解集不是空集,則實數a的取值範圍是________.

解析:∵不等式x2+ax+4<0的解集不是空集,

∴δ=a2-4×4>0,即a2>16.

∴a>4或a<-4.

答案:(-∞,-4)∪(4,+∞)

總結1.由二次函式影象與一元二次不等式的關係得到的兩個常用結論

(1)不等式ax2+bx+c>0對任意實數x恆成立或

(2)不等式ax2+bx+c<0對任意實數x恆成立或

2.分類討論思想

解含引數的一元二次不等式,可先考慮因式分解,再對根的大小進行分類討論;若不能因式分解,則可對判別式進行分類討論,分類要不重不漏.

練習:若不等式mx2+2mx+1>0的解集為r,則m的取值範圍是________.

解析:①當m=0時,1>0顯然成立.

②當m≠0時,由條件知

得0由①②知0≤m<1.

答案:[0,1)

一,一元二次不等式的解法

[典例] 解下列不等式:

(1)0<x2-x-2≤4;

(2)x2-4ax-5a2>0(a≠0).

[解] (1)原不等式等價於

借助於數軸,如圖所示,

原不等式的解集為.

(2)由x2-4ax-5a2>0知(x-5a)(x+a)>0.

由於a≠0故分a>0與a<0討論.

當a<0時,x<5a或x>-a;

當a>0時,x<-a或x>5a.

綜上,a<0時,解集為;a>0時,解集為.

總結1.解一元二次不等式的一般步驟:

(1)對不等式變形,使一端為0且二次項係數大於0,即ax2+bx+c>0(a>0),ax2+bx+c<0(a>0);

(2)計算相應的判別式;

(3)當δ≥0時,求出相應的一元二次方程的根;

(4)根據對應二次函式的影象,寫出不等式的解集.

2.解含引數的一元二次不等式,要把握好分類討論的層次,一般按下面次序進行討論:首先根據二次項係數的符號進行分類,其次根據根是否存在,即δ的符號進行分類,最後在根存在時,根據根的大小進行分類.

練習:解下列不等式:

(1)-3x2-2x+8≥0;

(2)ax2-(a+1)x+1<0(a>0).

解:(1)原不等式可化為3x2+2x-8≤0,

即(3x-4)(x+2)≤0.

解得-2 ≤x≤,

所以原不等式的解集為.

(2)原不等式變為(ax-1)(x-1)<0,

因為a>0,所以a (x-1)<0.

所以當a>1時,解為<x<1;

當a=1時,解集為;

當0<a<1時,解為1<x<.

綜上,當0<a<1時,不等式的解集為;

當a=1時,不等式的解集為;

當a>1時,不等式的解集為.

二,一元二次不等式恆成立問題

一形如f(x)≥0(x∈r)確定引數的範圍

1.(2013·重慶高考)設0≤α≤π,不等式8x2-(8sin α)x+cos 2α≥0對x∈r恆成立,則α的取值範圍為________.

7不等式推理與證明

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6 不等式推理與證明

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