第三章不等式§1不等关系1.1不等关系1.2不等关系与不等式学习目标核心素养1.了解现实世界和日常生活中的不等关系.2.了解不等式(组)的实际背景.(难点)3.能用作差法比较大小.(重点)1.通过认识不等关系及不等符号培养数学抽象素养.2.通过对两数(式)比较大小提升逻辑推理素养.自主预习探新知1.不等式中的数字符号阅读教材P69~P71“练习”以上部分,完成下列问题.两个数或代数式常用以下数学符号连接:“=”,“≠”,“>”,“<”,“≥”,“≤”.文字语言数学符号文字语言数学符号大于___至多___小于___至少___大于等于___不少于___小于等于___不多于___>≤<≥≥≥≤≤思考:(1)限速40km/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40km/h,用不等式如何表示?[提示]v≤40km/h.(2)如何用不等式表示“a与b的差是非负数”?[提示]a-b≥0.2.比较大小阅读教材P72~P73“练习”以上部分,完成下列问题.(1)作差法比较两实数大小依据如果_________,那么a>b.如果_________,那么a<b.如果_________,那么a=b.结论确定任意两个实数a,b的大小关系,只需确定它们的________与___的大小关系.a-b>0a-b<0a-b=0差a-b0(2)不等式的性质①对称性:若a>b,则b<a;若b<a,则a>b.②传递性:若a>b,b>c,则a>c.③同向可加性:若a>b,c>d,则a+c>b+d.④同向的可乘性:若a>b>0,c>d>0,则ac>bd.⑤乘方法则:若a>b>0,则an>bn(n∈N+,且n≥2).⑥开方法则:若a>b>0,则na>nb(n∈N+,且n≥2).⑦同号取倒数反序性:若a>b,ab>0,则1a<1b.思考:(1)“若a>b,c>d,那么ac>bd”成立吗?[提示]不成立,如a=-2,b=-3,c=1,d=0,则ac<bd.(2)“若an>bn,(n∈N+,且n≥2),则a>b”一定成立吗?[提示]不一定,如(-4)2>(-2)2,但-4<-2.A[A正确,B、C、D可举反例排除,如对B、C,设a=-9,b=1,对D,设a=-1,b=2即可.]1.如果a<0,b>0,那么,下列不等式中正确的是()A.1a<1bB.-a<bC.a2<b2D.|a|>|b|x2>2x[x2-2x=x(x-2),因为x>2,故x(x-2)>0,即x2>2x.]2.当x>2时,x2与2x的大小关系为________.正[因为a+b+c=0,所以b=-(a+c),所以b2=a2+c2+2ac.所以b2-4ac=a2+c2-2ac=(a-c)2.因为ac,所以(a-c)20.所以b2-4ac0,即b2-4ac的符号为正.]3.已知abc,且a+b+c=0,则b2-4ac的值的符号为________.正数[因为abc,所以a-b0,b-c0,a-cb-c0.所以1a-b0,1b-c0,1a-c1b-c,所以1a-b+1b-c-1a-c0,所以1a-b+1b-c+1c-a为正数.]4.已知abc,则1a-b+1b-c+1c-a的值为________(填“正数”“非正数”“非负数”).合作探究提素养用不等式(组)表示不等关系【例1】配制A,B两种药剂,需要甲,乙两种原料.已知配一剂A种药需甲料3克,乙料5克;配一剂B种药需甲料5克,乙料4克.今有甲料20克,乙料25克,若A,B两种药至少各配一剂,设A,B两种药分别配x,y剂(x,y∈N+),请写出x,y所满足的不等关系.[解]根据题意可得3x+5y≤20,5x+4y≤25,x≥1,x∈N+,y≥1,y∈N+.(1)将不等关系表示成不等式(组)的思路①读懂题意,找准不等关系所联系的量;②用适当的不等号连接;③若有多个不等关系,根据情况用不等式组表示.(2)用不等式(组)表示不等关系时应注意的问题在用不等式(组)表示不等关系时,应注意必须是具有相同性质,可以进行比较时,才可用,没有可比性的两个(或几个)量之间不能用不等式(组)来表示.4.5t28000.[由题意得,太阳表面温度的4.5倍小于雷电的温度,即4.5t28000.]1.雷电的温度大约是28000℃,比太阳表面温度的4.5倍还要高.设太阳表面温度为t℃,那么t应满足的关系式是________.比较两个数(式)的大小【例2】比较下列各式的大小:(1)当x≤1时,比较3x3与3x2-x+1的大小.(2)当x,y,z∈R时,比较5x2+y2+z2与2xy+4x+2z-2的大小.[解](1)3x3-(3x2-x+1)=(3x3-3x2)+(x-1)=3x2(x-1)+(x-1)=(3x2+1)(x-1).因为x≤1,所以x-1≤0,而3x2+10.所以(3x2+1)(x-1)≤0,所以3x3≤3x2-x+1.(2)因为5x2+y2+z2-(2xy+4x+2z-2)=4x2-4x+1+x2-2xy+y2+z2-2z+1=(2x-1)2+(x-y)2+(z-1)2≥0,所以5x2+y2+z2≥2xy+4x+2z-2,当且仅当x=y=12且z=1时取到等号.比较大小的方法(1)作差法:比较两个代数式的大小,可以根据它们的差的符号进行判断,一方面注意题目本身提供的字母的取值范围,另一方面通常将两代数式的差进行因式分解转化为多个因式相乘,或通过配方转化为几个非负实数之和,然后判断正负.作差法的一般步骤:作差——变形——判号——定论.(2)作商法:作商比较通常适用于两代数式同号的情形,然后比较它们的商与1的大小.作商法的一般步骤:作商——变形——与1比较大小——定论.(3)单调性法:利用函数单调性比较大小,通常先构造一个函数,再利用单调性进行判断.2.已知ab0,试比较aabb与abba的大小.[解]因为aabbabba=aa-b·bb-a=aba-b,因为ab0,所以a-b0,ab1,所以aba-b1,故aabbabba.不等式的性质及应用[探究问题]1.“若a>0,b>0,则ab>0,a+b>0”成立吗?反之成立吗?[提示]成立,反之也成立,即“若ab>0,a+b>0,则a>0,b>0”.2.“若a>1,b>1,则ab>1,a+b>2”成立吗?反之成立吗?[提示]成立,但反之不成立,即“若ab>1,a+b>2,则a>1,b>1”不成立,反例:a=4,b=12,满足ab>1,a+b>2,但不满足a>1,b>1.3.如何用a+b和a-b表示2a-3b?[提示]设2a-3b=x(a+b)+y(a-b),即2a-3b=(x+y)a+(x-y)b,所以x+y=2x-y=-3,解得x=-12,y=52,故2a-3b=-12(a+b)+52(a-b).【例3】设f(x)=ax2+bx,1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,求f(-2)的取值范围.思路探究:用f(-1),f(1)表示f(-2),再利用f(-1),f(1)的取值范围求f(-2)的取值范围.[解]由f(x)=ax2+bx得,f(-1)=a-b,f(1)=a+b,f(-2)=4a-2b,设f(-2)=mf(-1)+nf(1),则4a-2b=m(a-b)+n(a+b),即4a-2b=(m+n)a+(n-m)b,于是有m+n=4,n-m=-2,解得m=3,n=1.∴f(-2)=3f(-1)+f(1).又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,∴5≤3f(-1)+f(1)≤10,即5≤f(-2)≤10,∴f(-2)的取值范围是[5,10].(变结论)例3的条件不变,求f(2)的取值范围.[解]由例3的解答可知f(-1)=a-b,f(1)=a+b,又f(2)=4a+2b,设4a+2b=x(a-b)+y(a+b),即4a+2b=(x+y)a+(y-x)b,则x+y=4,-x+y=2,解得x=1,y=3,则4a+2b=(a-b)+3(a+b),即f(2)=f(-1)+3f(1),由1≤f(-1)≤2,6≤3f(1)≤12,两式相加得7≤f(-1)+3f(1)≤14.即f(2)的取值范围是[7,14].利用性质求范围问题的基本要求(1)利用不等式性质时,要特别注意性质成立的条件,如同向不等式相加,不等号方向不变,两边都是正数的同向不等式才能相乘等.(2)要充分利用所给条件进行适当变形来求范围,注意变形的等价性.[提醒]本例中如果由1≤a-b≤2,2≤a+b≤4得到a,b的取值范围,再求f(-2)的取值范围,那么得到的结果不是正确答案.这是因为求得的a,b的取值范围与已知条件不是等价关系.1.比较两个实数的大小,只要研究它们的差就可以了.a-b0⇔ab;a-b=0⇔a=b;a-b0⇔ab.2.不等式的性质(1)不等式的性质有很多是不可逆的,特别对同向不等式,只有同向不等式才可以相加,但不能相减,而且性质不可逆.只有同向且是正项的不等式才能相乘,且性质不可逆.(2)不等式的性质是解(证)不等式的基础,要依据不等式的性质进行推导,不能自己“制造”性质运算.当堂达标固双基1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若a>b,则ac>bc.()(2)a2一定大于a.()(3)若a>b,则1a<1b.()[答案](1)×(2)×(3)×[提示](1)错误,当c=0时,ac=bc;当c<0时,ac<bc;(2)错误,当0≤a≤1时,a2≤a;(3)错误,反例2>-1,但12>-1.A[∵ab0,∴在-ca>-db两侧乘ab不变号,即-bc-ad,即bcad.]2.已知a,b,c,d∈R且ab0,-ca-db,则()A.bcadB.bcadC.ac>bdD.acbdM>N[M-N=x2-(-x-1)=x2+x+1=x+122+34>0,故M>N.]3.设M=x2,N=-x-1,则M与N的大小关系为________.4.已知2<a<4,3<b<8,求a-b,ab的取值范围.[解]∵3<b<8,∴-8<-b<-3.又2<a<4,∴-6<a-b<1.∵3<b<8,∴18<1b<13.又2a4,∴14ab43.综上,-6a-b1,14ab43.