不等式的性质 导学案 高中数学选修4-5 北师大版

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§1 不等式的性质1.理解用两个实数差的符号来规定两个数大小的意义,掌握求差比较法和求商比较法.2.掌握不等式的性质,并能进行证明.3.会用不等式的基本性质判断不等关系和用比较法、反证法证明简单不等式.1.实数大小的比较(1)求差比较法.①a >b ⇔______;②______⇔a -b <0;③a =b ⇔______.判断两个实数a 与b 的大小归结为判断它们的差a -b 的符号,至于差究竟是多少则是无关紧要的.(2)求商比较法.当a >0,b >0时,①a b >1⇔______;②______⇔a <b ;③a b=1⇔______. 答案:(1)①a -b >0 ②a <b ③a -b =0 (2)①a >b ②a b<1 ③a =b 【做一做1-1】比较大小:x 2+3__________3x (其中x ∈R ).【做一做1-2】比较1816与1618的大小.2.不等式的性质(1)性质1:如果a >b ,那么______;如果b <a ,那么______.(2)性质2:如果a >b ,b >c ,那么______.(3)性质3:如果a >b ,那么a +c >______.推论:如果a >b ,c >d ,那么a +c >______.(4)性质4:如果a >b ,c >0,那么ac ____bc ;如果a >b ,c <0,那么ac ____bc . 推论1:如果a >b >0,c >d >0,那么ac >____.推论2:如果a >b >0,那么a 2____b 2.推论3:如果a >b >0,那么a n ____b n (n 为正整数).推论4:如果a >b >0,那么1n a ____1nb (n 为正整数).(1)引导学生掌握性质的证明方法,举反例是证明命题错误的主要方法,证明过程体现数学的严谨性.(2)特别注意性质4使用的前提,不等号方向取决于c 的符号.【做一做2-1】判断下列命题的真假,并说明理由.(1)如果a >b ,那么a -c >b -c .(2)如果a >b ,那么a c >b c. 【做一做2-2】若a >b >c ,则下列不等式成立的是( ).A .1a -c >1b -cB .1a -c <1b -cC .ac >bcD .ac <bc 答案:1.(1)①a -b >0 ②a <b ③a -b =0 (2)①a >b ②a b<1 ③a =b 【做一做1-1】> (x 2+3)-3x =x 2-3x +3=⎝⎛⎭⎫x -322+3-94=⎝⎛⎭⎫x -322+34≥34>0, 即x 2+3>3x .【做一做1-2】分析:两个数是幂的形式,比较大小一般采用求商的方法.解:18161618=⎝⎛⎭⎫181616·1162=⎝⎛⎭⎫9816·⎝⎛⎭⎫1216=⎝⎛⎭⎫98216, ∵982∈(0,1),∴⎝⎛⎭⎫98216<1. ∵1816>0,1618>0,∴1816<1618.2.(1)b <a a >b (2)a >c (3)b +c b +d (4)> < bd > > >【做一做2-1】分析:从不等式的性质找依据,与性质相符的为真,与性质不相符的为假.解:(1)真命题.理由:根据不等式的性质3,由a >b ,可得a +(-c )>b +(-c ),即a -c >b -c .(2)假命题.理由:由不等式的性质4可知,如果a >b ,c <0,则a c <b c,即不等式的两边同乘以一个数时,必须明确这个数的正负.【做一做2-2】B ∵a -c >b -c >0,∴1a -c <1b -c.1.比较两个实数的大小剖析:比较两个实数a ,b 的大小,可以转化为a ,b 的差与0的大小比较,这种比较大小的方法称为求差比较法.它的主要步骤是:(1)作差;(2)变形(分解因式,配方等);(3)判断差的符号;(4)下结论.其中最关键的是第(2)步,变形要有利于判断差的符号才行.比较两个实数a ,b 的大小,也可以转化为a 与b 的商与1的大小比较,这种比较大小的方法称为求商比较法.它的主要步骤是:(1)作商;(2)变形;(3)判断商与1的大小关系;(4)下结论.其中最关键的是第(3)步,在第(4)步中要注意不等号的方向,不等号的方向受分母的符号的影响.2.不等式和等式的基本性质的区别与联系剖析:区别:在等式的两边同乘以或除以同一个数(除数不为0)时,所得结果仍是等式;在不等式的两边同时乘以或除以同一个数(除数不为0)时会出现两种情况:若这个数为正数,则不等号方向不变,若这个数为负数,则不等号方向改变.联系:不等式的基本性质和等式的基本性质,对等式(或不等式)两边形式的变化相同,讨论的都是两边同时加上或减去,同时乘以或除以(除数不为0)同一个数时的情况.题型一 利用作差法比较大小【例1】比较(a +3)(a -5)与(a +2)(a -4)的大小.分析:此题为两个代数式比较大小,可先作差,然后展开,合并同类项后,判断差值的正负.反思:利用作差法比较大小,实际上是把比较两数大小的问题转化为数的运算符号问题.作差时,只需看差的符号,至于差的值究竟是多少,这里无关紧要.如本题,只需看差-7的正负即可.题型二 利用作商法比较大小【例2】已知a >b >c >0,比较a 2a b 2b c 2c 与a b +c b c +a c a +b 的大小.分析:用求差比较法不易变形,所以用求商比较法.反思:用求商比较法比较两个式子的大小时,第(2)步的变形要向着有利于判断商与1的大小关系的方向变形,这是最重要的一步.题型三 利用不等式的性质证明不等式【例3】已知a >b >c >d >0,且a b =c d,求证:a +d >b +c . 分析:利用不等式的性质,将已知等式进行适当变形,注意符号的变化.反思:在证明不等式时,往往不等式的性质和比例式的性质联合使用,使式子间转换更迅速.如本题,不仅有不等式性质应用的信息,更有比例的信息.因此这道题既要重视性质的运用技巧,也要重视比例性质的应用技巧.题型四 易错辨析【例4】已知函数f (x )=ax 2-c ,-4≤f (1)≤-1,-1≤f (2)≤5,求f (3)的取值范围.错解:依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ -4≤a -c ≤-1,-1≤4a -c ≤5, 1 2由(1),(2)利用不等式的性质进行加减消元,得0≤a ≤3,1≤c ≤7,(3)∴由f (3)=9a -c ,可得-7≤f (3)≤26.错因分析:由(1)(2)得到不等式(3)是利用了不等式的性质中的加法法则,而此性质是单向的,不具有可逆性,从而使得a ,c 的范围扩大,这样f (3)的范围也随之扩大了.反思:解本题时,利用f (1),f (2)设法表示a ,c ,然后再代入f (3)的表达式中,从而用f(1)和f (2)来表示f (3),最后运用已知条件确定f (3)的取值范围.答案:【例1】解:由题意,作差得(a +3)(a -5)-(a +2)(a -4)=(a 2-2a -15)-(a 2-2a -8)=-7<0,所以(a +3)(a -5)<(a +2)(a -4).【例2】解:由a >b >c >0,得a 2a b 2b c 2c >0,a b +c b c +a c a +b >0. 所以a 2a b 2bc 2c a b +c b c +a ca +b =a a a a b b b bc c c ca b a c b c b a c a c b =a a -b ·a a -c ·b b -c ·b b -a ·c c -a ·c c -b =⎝⎛⎭⎫a b a -b ·⎝⎛⎭⎫ac a -c ·⎝⎛⎭⎫b c b -c .∵a >b >0,∴a b>1,a -b >0,即⎝⎛⎭⎫a b a -b >1. 同理⎝⎛⎭⎫b c b -c >1,⎝⎛⎭⎫a c a -c >1. ∴a 2a b 2b c 2ca b +c b c +a ca +b >1, 即a 2a b 2bc 2c >a b +c b c +a c a +b . 【例3】证明:∵a b =cd ,∴a -b b =c -d d. ∴(a -b )d =(c -d )b .又∵a >b >c >d >0,∴a -b >0,c -d >0,b >d >0且b d>1, ∴a -b c -d =b d>1, ∴a -b >c -d ,即a +d >b +c .【例4】正解:由⎩⎪⎨⎪⎧a -c =f 1 ,4a -c =f 2 ,解得⎩⎨⎧ a =13[f 2 -f 1 ],c =13f 2 -43f 1 .∴f (3)=9a -c =83f (2)-53f (1). ∵-4≤f (1)≤-1,∴53≤⎝⎛⎭⎫-53f (1)≤203.(1) 又-1≤f (2)≤5,故-83≤83f (2)≤403.(2) 把(1),(2)两边分别相加,得-1≤83f (2)-53f (1)≤20,∴-1≤f (3)≤20.1对于实数a ,b ,c ,有下列命题:①若a >b ,则ac <bc ;②若ac 2>bc 2,则a >b ;③若a <b <0,则a 2>ab >b 2;④若c>a >b >0,则a c -a >b c -b;⑤若a >b ,1a >1b ,则a >0,b <0.其中真命题的个数是( ). A .2 B .3 C .4 D .52若a <0,-1<b <0,则有( ).A .a >ab >ab 2B .ab 2>ab >aC .ab >a >ab 2D .ab >ab 2>a 3设a >1,-1<b <0,则a ,b ,-a ,-b ,-ab 按由大到小的顺序排列是__________. 4若x ∈R ,则x 2-x 与x -2的大小关系是__________.答案:1.C ①∵c 的正、负或是否为零未知,∴无法判断ac 与bc 的大小,故该命题是假命题.②由ac 2>bc 2,知c ≠0.又c 2>0,∴a >b .故该命题是真命题.③ ⎭⎬⎫a <b <0a <0⇒a 2>ab ,⎭⎬⎫a <b b <0⇒ab >b 2, ∴a 2>ab >b 2.故该命题为真命题.④a >b >0⇒-a <-b ⇒c -a <c -b .∵c >a ,∴c -a >0,∴0<c -a <c -b .两边同乘以1 c -a c -b ,得1c -a >1c -b>0. 又a >b >0,∴a c -a >b c -b .故该命题为真命题.。