不等式概念和基本性质

不等式的概念和基本性质

重点：不等式的基本性质

难点：不等式基本性质的应用

主要内容：

１．不等式的基本性质

（１）a>b b

（２）a>b,b>c a>c

（３）a+b

a>b a+c>b+c

（４）a>b

２．不等式的运算性质

（１）加法法则：a>b,c>d a+c>b+d

（２）减法法则：a>b,c>d a-d>b-c

（３）乘法法则：a>b>0,c>d>0ac>bd>0

（４）除法法则：a>b>0,c>d>0>>0

（５）乘方法则：a>b>0,a n>b n>0 (n∈N, n≥2)

（６）开方法则：a>b>0,>>0(n∈N, n≥2)

３．基本不等式

（１）a∈R,a2≥0 （当且仅当a=0时取等号）

（２）a,b∈R,a2+b2≥2ab（当且仅当a=b时取等号）

（３）a,b∈R+,≥（当且仅当a=b时取等号）

（４）a,b,c∈R+,a3+b3+c3≥3abc（当且仅当a=b=c时取等号）

（５）a,b,c∈R+,≥（当且仅当a=b=c时取等号）

（６）|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|

４．不等式的概念和性质是进行不等式的变换，证明不等式和解不等式的依据，应正确理解和运用不等式的性质，弄清每条性质的条件与结论，注意条件与结论之间的关系。基本不等式可以在解题时直接应用。

例１．对于实数a,b,c判断以下命题的真假

（１）若a>b, 则acbc2, 则a>b;

（３）若aab>b2; （４）若a|b|;

（５）若a>b, >, 则a>0, b<0．

解：（１）因为c的符号不定，所以无法判定ac和bc的大小，故原命题为假命题。

（２）因为ac2>bc2, 所以c≠0, 从而c2>0，故原命题为真命题。

（３）因为所以a2>ab①

又所以ab>b2②

综合①②得a2>ab>b2

故原命题为真命题．

（４）两个负实数，绝对值大的反而小．故原命题为真命题．

（５）因为所以

所以从而ab<0

又因a>b所以a>0, b<0．

故原命题为真命题．

例２．已知f(x)=ax2-c且-4≤f(1)≤-1，-1≤f(2)≤5, 求f(3)的范围．

解：由题意可知：∴

∴f(3)=9a-c=f(2)-f(1)∴运算可知-1≤f(3)≤20

错解：依题设有①消元，得②

∵f(3)=9a-c∴-7≤f(3)≤26

错因：根源在于不等式组①与不等式组②并不等价，不等式组②扩大了不等式组①的解的范围，同向不等式在多次相加时要谨慎，一定要检查其同解性．

例３．设a,b是不相等的正数：A=, G=, H=, Q=, 试比较Ａ、Ｇ、Ｈ、Ｑ的大小．

解：由于a,b为不相等的正数．

所以：G-H=-=-

==

=>0

从而H

A-G=-==>0 从而G

Q-A=－=－

＞－＝０从而A

综上所述，当a, b为不相等的正实数时，H

（１）求证：在与之间；（２）问与哪一个更接近？

证明：（１）由于(－)(－)

=－(＊)

∵a≠b

所以（＊）式的值小于０

从而在与之间

解（２）由于|-|=|a-b|

||=|a-b|

∵＞＞

∵|a-b|>|a-b| 故而更接近

例５．船在流水中在甲地和乙地间来回驶一次平均速度和船在静水中的速度是否相等，为什么？

解：设甲、乙两地的距离为Ｓ，船在静水中的速度为u，水流速度为v（u>v>0）则船在甲、乙两地行驶的时间t为：

t=+=平均速度==

∵-u=-u==<0∴

从而船在流水中来回一次的平均速度小于船在静水中的速度．

练习

１．若a,b,c为实数，判断下列命题的真假

（１）若a>b, 则ac2>bc2；（２）若a

（３）若a；（４）若aa>b>0，则＞．

２．设x,y∈R，判定下列两题中，命题甲与命题乙的充分必要条件．

（１）命题甲命题乙（２）命题甲命题乙

３．a∈R，试比较3(1+a2+a4)与(1+a+a2)2的大小．

４．a>1, m>n>0，比较a m+和a n+的大小．

５．已知函数y=f(x), x∈R满足

（１）对x∈R，都有f(x)≥2；（２）对x1∈R，x2∈R, 都有f(x1+x2)≤f(x1)f(x2)

求证：对任意实数x1, x2，都有：lgf(x1+x2)≤lgf(x1)+lgf(x2)

参考答案

１．解（１）∵c2≥0，当c=0时ac2=bc2=0故原命题为假命题

（２）举特例-2<-1<0但->-1故原命题为假命题

（３）由于a

故原命题为假命题

（４）∵a|b|>0∴＜１∴＜１故原命题为真命题．（５）∵c>a>b>0∴∴c-b>c-a>0∴＞＞0

又∵a>b>0 ∴＞故原命题为真命题．

２．解（１）当x>0, y>0时，很明显x+y>0, xy>0

当xy>0时，x,y同号；又x+y>0，可知x, y同正，即x>0, y>0．

因此：命题甲是命题乙的充要条件．

（２）∵x>2>0，y>2>0∴x+y>4, xy>4

但是：

反例如下：x=5, y=1, 这时x+y=6>4, xy=5>4, 但x>2, y<2

因此：命题甲是命题乙的充分但不必要条件．

３．解：3(1+a2+a4)(1+a+a2)2

=3+3a2+3a4-(1+a2+a4+2a+2a3+2a2)=2a4-2a3-2a+2

=2(a-1)2(a2+a+1)≥0∴3(1+a2+a4)≥(1+a+a2)2