2016届高考数学文一轮复习学案33不等式的概念与性质
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不等关系与不等式基础梳理1.不等式的定义在客观世界中,量与量之间的不等关系是普遍存在的,我们用数学符号>、<、≥、≤、≠连接两个数或代数式以表示它们之间的不等关系,含有这些不等号的式子,叫做不等式.2.比较两个实数的大小两个实数的大小是用实数的运算性质来定义的,有a-b>0⇔a>b;a-b=0⇔a=b;a-b<0⇔a<b.另外,若b>0,则有ab>1⇔a>b;ab=1⇔a=b;ab<1⇔a<b.3.不等式的性质(1)对称性:a>b⇔b<a;(2)传递性:a>b,b>c⇔a>c;(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c,a>b,c>d⇒a+c>b+d;(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;(5)可乘方:a>b>0⇒a n>b n(n∈N,n≥2);(6)可开方:a>b>0⇒na>nb(n∈N,n≥2).考向一比较大小【例1】►已知a,b,c是实数,试比较a2+b2+c2与ab+bc+ca的大小.【训练1】已知a,b∈R且a>b,则下列不等式中一定成立的是().A.ab>1 B.a2>b2C.lg(a-b)>0 D.⎝⎛⎭⎪⎫12a<⎝⎛⎭⎪⎫12b考向二不等式的性质【例2】►(2012·包头模拟)若a>0>b>-a,c<d<0,则下列命题:(1)ad>bc;(2)ad+bc<0;(3)a-c>b-d;(4)a·(d-c)>b(d-c)中能成立的个数是().A.1 B.2 C.3 D.4【训练2】已知三个不等式:①ab>0;②bc>ad;③ca>db.以其中两个作为条件,余下一个作为结论,则可以组成正确命题的个数是( ). A .0 B .1 C .2 D .3考向三 不等式性质的应用【例3】►已知函数f (x )=ax 2+bx ,且1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4.求f (-2)的取值范围.【训练3】 若α,β满足⎩⎨⎧-1≤α+β≤1,1≤α+2β≤3,试求α+3β的取值范围.考向四 利用不等式的性质证明简单不等式【例4】►设a >b >c ,求证:1a -b +1b -c +1c -a>0.【训练4】 若a >b >0,c <d <0,e <0, 求证:e (a -c )2>e(b -d )2.一元二次不等式及其解法基础梳理1.一元二次不等式的解法(1)将不等式的右边化为零,左边化为二次项系数大于零的不等式ax 2+bx +c >0(a >0)或ax 2+bx +c <0(a >0).(2)求出相应的一元二次方程的根.(3)利用二次函数的图象与x 轴的交点确定一元二次不等式的解集. 2.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系 如下表:【例1】►已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x ,x ≥0,-x 2+2x ,x <0,解不等式f (x )>3.【训练1】 函数f (x )=2x 2+x -3+log 3(3+2x -x 2)的定义域为________.考向二 含参数的一元二次不等式的解法【例2】►求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集.考向三 不等式恒成立问题【例3】►已知不等式ax 2+4x +a >1-2x 2对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围.基本不等式基础梳理1.基本不等式:ab ≤a +b2(1)基本不等式成立的条件:a >0,b >0. (2)等号成立的条件:当且仅当a =b 时取等号. 2.几个重要的不等式 (1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ); (2)b a +ab ≥2(a ,b 同号); (3)ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R ); (4)a 2+b 22≥⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R ). 3.算术平均数与几何平均数设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为两个正数的算术平均数大于或等于它的几何平均数. 4.利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值是2p .(简记:积定和最小) (2)如果和x +y 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值是p 24.(简记:和定积最大)2a b+ (1) 【重点难点】均值不等式的证明.【典型例题】例1、已知正数a 、b, 2ba ab +≤求证: 方法一方法二方法三例2、设a 、b 为正数,证明下列不等式成立: (1)2≥+b a a b (2)11≥+aa例3、设a 、b 、c 为正数,证明下列不等式成立,并指出何时“=”成立 (1)ab b a222≥+(2)ca bc ab c b a ++≥++222(3)若a+b+c=1,求证:9111≥++cb a【课堂练习】证明:(1)x x 212≥+(2)222)2(2b a b a +≥+ (3) )0(21<-≤+x xx2a b+≤(2) 【重点难点】利用均值不等式求最值.均值不等式的常见变形:①a b +≥+ a b R ∈,); ②22a b ab +≤()( a b R ∈,) ③222a b ab +≥( a b R ∈,); ④2b aa b+≥( 0a b ,同号且不为 【自主学习】 若0>y x ,;(1)当9=xy 时,则y x +的最____值为______,此时=x _____;=y _____.(2)当6=+y x 时,则xy 的最____值为______,此时=x _____;=y _____. 猜测:若),0(+∞∈y x ,;(1)当P xy =时,则y x +的最____值为______,此时=x _____;=y _____. (2)当S y x =+时,则xy 的最____值为______,此时=x _____;=y _____.【典型例题】例1、已知),0(+∞∈y x ,;(1)9=xy 时,则y x 2+的最____值为______,此时=x _____;=y _____.(2)14=+y x ,则xy 的最____值为______,此时=x _____;=y _____.利用基本不等式求最值,必须满足的条件:一、正 二、定 三、相等例2、已知函数)2(216∞+ -∈++=,,x x x y ,求此函数的最小值.思考:若)3[∞+ ∈,x ,求此函数最小值. 例3、求)(4522R x x x y ∈++=的最小值.例4、(1)已知y x ,为正数,且2052=+y x ,求y x u lg lg +=的最大值.(2)已知0>x ,0>y ,12=+y x ,求yx 11+的最小值;例5若0x >,则1+x x的最小值为___________; 例6当1x >-时,函数1()+1f x x x =+的最小值为___________;例7求函数()()22611x x f x x x -+=>-+的最小值例8若0x <,则1+x x的最大值为___________; 例9求函数()()2230x x f x x x++=<的最大值及取得最大值时x 的值【拔高限时训练】 1函数1+y x x=的值域为( ) A .[2+∞,) B .∞(-,-2]C .[1+∞,) D . [2+∞⋃∞(-,-2],)2当1[3]2x ∈,时,函数1+y x x=的值域为( ) A .[2+∞,)B .10[2]3, C .[1+∞,) D .510[]23,3函数3120=-->()y x x x的最大值为( ) A .1-.C .5 D .64函数2y =的最小值是( ) A .245 B .52C .2D .65已知+x R ∈,y 且44+=x y ,则xy 的最大值为( ) A .2 B .1 C .5 D .6 6已知+x R ∈,y 且821+=x y,则xy 的最小值为( ) A .3 B .64 C .5 D .6 7函数()()2024xf x x x x =>-+的最大值为( ) A .4B .12C .5D .6 8函数()()2118x f x x x +=>-+的最大值为( )A .245 B .14C .5D .69函数()()227126x x f x x x x -+=>--+的最大值为( ) A .32B .285C .5D .6求最值 (“1”的妙用)例1已知001>>+=,x y x y 且,求82+x y的最小值例2已知00>>,x y 且821+=x y, 求+x y 的最小值例3已知a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1.求证:1a +1b +1c ≥92求最值(均值不等式变形应用“凑、配”系数)例4已知205<<x ,求函数225=-y x x 的最大值3.和、积互化求最值例5已知+x R ∈,y 且228+=+x y xy ,求2+x y 的最小值.考向一 利用基本不等式求最值【例1】►(1)已知x >0,y >0,且2x +y =1,则1x +1y 的最小值为________;(2)当x >0时,则f (x )=2xx 2+1的最大值为________. 【训练1】 (1)已知x >1,则f (x )=x +1x -1的最小值为________.(2)已知0<x <25,则y =2x -5x 2的最大值为________.(3)若x ,y ∈(0,+∞)且2x +8y -xy =0,则x +y 的最小值为________.考向二利用基本不等式证明不等式【例2】►已知a>0,b>0,c>0,求证:bca+cab+abc≥a+b+c.考向三利用基本不等式解决恒成立问题【例3】►(2010·山东)若对任意x>0,xx2+3x+1≤a恒成立,则a的取值范围是________.考向三利用基本不等式解实际问题【例3】►某单位建造一间地面面积为12 m2的背面靠墙的矩形小房,由于地理位置的限制,房子侧面的长度x不得超过5 m.房屋正面的造价为400元/m2,房屋侧面的造价为150元/m2,屋顶和地面的造价费用合计为5 800元,如果墙高为3 m,且不计房屋背面的费用.当侧面的长度为多少时,总造价最低?阅卷报告8——忽视基本不等式成立的条件致误【问题诊断】利用基本不等式求最值是高考的重点,其中使用的条件是“一正、二定、三相等”,在使用时一定要注意这个条件,而有的考生对基本不等式的使用条件理解不透彻,使用时出现多次使用不等式时等号成立的条件相矛盾.,【防范措施】尽量不要连续两次以上使用基本不等式,若使用两次时应保证两次等号成立的条件同时相等.【示例】►已知a>0,b>0,且a+b=1,求1a+2b的最小值.。
不等式【知识图解】【方法点拨】不等式是高中数学的重要内容之一,不等式的性质是解、证不等式的基础,两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理及其变形在不等式的证明和解决有关不等式的实际问题中发挥着重要的作用.解不等式是研究方程和函数的重要工具,不等式的概念和性质涉及到求最大(小)值,比较大小,求参数的取值范围等,不等式的解法包括解不等式和求参数,不等式的综合题主要是不等式与集合、函数、数列、三角函数、解析几何、导数等知识的综合,综合性强,难度较大,是高考命题的热点,也是高考复习的难点.1.掌握用基本不等式求解最值问题,能用基本不等式证明简单的不等式,利用基本不等式求最值时一定要紧扣“一正、二定、三相等”这三个条件。
2.一元二次不等式是一类重要的不等式,要掌握一元二次不等式的解法,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系和相互转化。
3.线性规划问题有着丰富的实际背景,且作为最优化方法之一又与人们日常生活密切相关,对于这部分内容应能用平面区域表示二元一次不等式组,能解决简单的线性规划问题。
同时注意数形结合的思想在线性规划中的运用。
第1课 基本不等式【考点导读】1. 能用基本不等式证明其他的不等式,能用基本不等式求解简单的最值问题。
2. 能用基本不等式解决综合形较强的问题。
【基础练习】1.“a >b >0”是“ab <222a b +”的充分而不必要条件(填写充分而不必要条件、必要而不充分条件、充分必要条件、既不充分也不必要条件)2.ca bc ab a c c b b a ++=+=+=+则,2,2,1222222的最小值为12-3.已知下列四个结论①当2lg 1lg ,10≥+≠>x x x x 时且;②21,0≥+>x x x 时当;③x x x 1,2+≥时当的最小值为2;④当xx x 1,20-≤<时无最大值。
则其中正确的个数为1个4.已知,x y R +∈,且41x y +=,则x y ⋅的最大值为1615.已知lg lg 1x y +=,则52x y+的最小值是2 【范例导析】 【例1】 (1)已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值. (2)求函数1422++=x x y 的最小值,并求出取得最小值时的x 值. 分析:问题(1)中由于450x -<,所以首先要调整符号;问题(2)中要注意利用基本不等式时等号成立条件. 解: (1)∵54x <∴540x -> ∴y=4x-2+145x -=154354x x ⎛⎫--++ ⎪-⎝⎭≤-2+3=1当且仅当15454x x-=-,即x=1时,上式成立,故当x=1时,max 1y =. (2)求22242y x x =--+的最大值解:2226(2)2y x x =-+++ (若由2222262(2)22y x x x ≤-+=+=+则即无解“=”不成立) 令2222,6()u x y u u=+≥=-+则,可以证明y(u)在)+∞递减∴u=2,即x=0时,y max =3点拨:在运用均值不等式求最值时,必须保证“一正,二定,三等”.凑出定值是关键!“=”成立必须保证,若两次连用均值不等式,要注意等号的取得条件的一致性,否则就会出错.例2.(1)已知a ,b 为正常数,x 、y 为正实数,且1a b+=x y,求x+y 的最小值。
高三第一轮复习数学---不等式的概念与性质一、教学目标:1.掌握并能运用不等式的性质,灵活运用实数的性质;2.掌握比较两个实数大小的一般步骤.二、教学重点:(1)正确应用不等式的性质,对数与式的大小判定须进行严格的证明后方可下结论,不能凭估计就去断言他们间的大小.(2)大多数的性质的推出仅是单向的,并不是充要的,不能乱来.三、教学过程:(一)主要知识:(1)两个"公理":两实数之间有且只有以下三个大小关系之一:a>b;a<b;a=b ;0>-⇔>b a b a ;0<-⇔<b a b a ;0=-⇔=b a b a .以此可以比较两个数(式)的大小,叫作差比较.而作商比较是:b a b b a >⇒⎪⎩⎪⎨⎧>>01;b a b b a <⇒⎪⎩⎪⎨⎧<>01.(2)可加性:c b c a b a R c +>+⇔>∈,;d b c a d c b a +>+⇒>>,反之不可;d b c a d c b a ->-⇒<>,反之不可.(3)可乘性:bc ac c b a >⇒⎩⎨⎧>>0;bc ac c b a <⇒⎩⎨⎧<>0;bc ac c b a =⇒⎩⎨⎧=>0反之不可.(4)()000≥>⇒⎩⎨⎧≥>≥>bd ac d c b a 反之不可. (5)可除性:b a ab b a 110<⇒⎩⎨⎧>>反之不可;b a ab b a 1010>>⇔⎩⎨⎧<> 如:已知-1<x <3 ()0≠x ,求x 1的范围.解得:()1,,31-∞-⋃⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞ a b m a m b m b a >++⇒⎩⎨⎧>>>00 (6)关于乘方:()()*∈≥>⇒≥>N n b a b a n n 00反之不可;若n 为正奇数,则有:n n b a b a R b a >⇔>∈,,(7)关于开方:()00≥>⇒≥>n n b a b a 反之不可;可用反证法证之.若n 为正奇数,则有:n n b a b a R b a >⇔>∈,,(二)例题分析:例1、 对于实数,判断以下命题的真假:1、若a>b,则22bc ac >. 2、若a<b,则ba 11>. 3、若b a <,则b a a b >. 4、若0<<b a ,则22b ab a >>.5、若a>b>0,d>c>0,则db c a > 解:1。
第六章不等式第1讲不等关系与不等式的性质及一元二次不等式[考纲解读] 1.不等式性质是进行变形、证明、解不等式的依据,掌握不等式关系与性质及比较大小的常用方法:作差法与作商法.(重点)2.能从实际情景中抽象出一元二次不等式模型,通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数,一元二次方程之间的联系,能解一元二次不等式.(重点、难点)[考向预测] 从近三年高考情况来看,本讲是高考中的一个热点内容,但一般不会单独命题.预测2020年将会考查:利用不等式的性质判断结论的成立性,求参数的取值X围;一元二次不等式的解法,对含参数的二次不等式的分类讨论等.命题时常将不等式与函数的单调性相结合.试题一般以客观题的形式呈现,属中、低档题型.1.两个实数比较大小的依据2.不等式的基本性质3.必记结论 (1)a >b ,ab >0⇒1a <1b.(2)a <0<b ⇒1a <1b.(3)a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d. (4)0<a <x <b 或a <x <b <0⇒1b <1x <1a.(5)若a >b >0,m >0,则b a <b +ma +m; b a >b -m a -m (b -m >0);a b >a +m b +m ; a b <a -m b -m(b -m >0). 4.一元二次函数的三种形式(1)一般式:□01y =ax 2+bx +c (a ≠0). (2)顶点式:□02y =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +b 2a 2+4ac -b 24a (a ≠0). (3)两根式:□03y =a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). 5.三个二次之间的关系1.概念辨析(1)a>b⇔ac2>bc2.( )(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( )(3)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( )(4)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ=b2-4ac≤0.()答案(1)×(2)√(3)×(4)×2.小题热身(1)设集合M={x|x2-3x-4<0},N={x|0≤x≤5},则M∩N等于( )A .(0,4]B .[0,4)C .[-1,0)D .(-1,0] 答案 B解析 因为M ={x |-1<x <4},N ={x |0≤x ≤5},所以M ∩N =[0,4). (2)已知a ,b ,c 满足c <b <a ,且ac <0,那么下列选项中一定成立的是( ) A .ab >ac B .c (b -a )<0 C .cb 2<ab 2D .ac (a -c )>0 答案 A解析 因为c <b <a ,且ac <0,所以a >0,c <0.b 的符号不确定,b -a <0,a -c >0,据此判断A 成立,B ,C ,D 不一定成立.(3)设M =2a (a -2),N =(a +1)(a -3),则有( ) A .M >N B .M ≥N C .M <N D .M ≤N 答案 A解析 M -N =2a (a -2)-(a +1)(a -3)=a 2-2a +3=(a -1)2+2>0,故M >N . (4)已知函数f (x )=ax 2+ax -1,若对任意实数x ,恒有f (x )≤0,则实数a 的取值X 围是________.答案 [-4,0]解析 当a =0时,f (x )=-1≤0成立, 当a ≠0时,若对∀x ∈R ,f (x )≤0,须有⎩⎪⎨⎪⎧a 2-4×a ×-1≤0,a <0,解得-4≤a <0.综上知,实数a 的取值X 围是[-4,0].题型 一 不等式性质的应用1.若a >b >0,c <d <0,则一定有( ) A.a c >b d B.a c <b d C.a d >b c D.a d <b c答案 D 解析 解法一:⎭⎪⎬⎪⎫c <d <0⇒cd >0 c <d <0⇒⎭⎪⎬⎪⎫c cd <d cd <0⇒1d <1c <0⇒-1d >-1c >0 a >b >0⇒-a d >-b c ⇒a d <b c .故选D. 解法二:依题意取a =2,b =1,c =-2,d =-1, 代入验证得A ,B ,C 均错误,只有D 正确.故选D.2.已知等比数列{a n }中,a 1>0,q >0,前n 项和为S n ,则S 3a 3与S 5a 5的大小关系为________.答案S 3a 3<S 5a 5解析 当q =1时,S 3a 3=3,S 5a 5=5,所以S 3a 3<S 5a 5. 当q >0且q ≠1时,S 3a 3-S 5a 5=a 11-q 3a 1q 21-q -a 11-q 5a 1q 41-q =q 21-q 3-1-q 5q 41-q =-q -1q 4<0,所以S 3a 3<S 5a 5.综上可知S 3a 3<S 5a 5.3.已知二次函数y =f (x )的图象过原点,且1≤f (-1)≤2,3≤f (1)≤4,求f (-2)的取值X 围.解 由题意知f (x )=ax 2+bx ,则f (-2)=4a -2b , 由f (-1)=a -b ,f (1)=a +b ,设存在实数x ,y ,使得4a -2b =x (a +b )+y (a -b ), 即4a -2b =(x +y )a +(x -y )b ,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +y =4,x -y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3,所以f (-2)=4a -2b =(a +b )+3(a -b ). 又3≤a +b ≤4,3≤3(a -b )≤6,所以6≤(a +b )+3(a -b )≤10, 即f (-2)的取值X 围是[6,10].1.判断不等式是否成立的方法(1)判断不等式是否成立,需要逐一给出推理判断或反例说明.(2)在判断一个关于不等式的命题的真假时,可结合不等式的性质,对数函数、指数函数的性质进行判断.2.比较两个数(式)大小的两种方法3.求代数式的取值X 围利用不等式性质求某些代数式的取值X 围时,一般是利用整体思想,通过“一次性”不等关系的运算求得整体X 围,是避免错误的有效途径.如举例说明3.1.若1a <1b <0,给出下列不等式:①1a +b <1ab ;②|a |+b >0;③a -1a >b -1b ;④ln a 2>ln b 2.其中正确的不等式是( )A .①④B .②③C .①③D .②④ 答案 C解析 因为1a <1b <0,所以b <a <0,|b |>|a |,所以|a |+b <0,ln a 2<ln b 2,由a >b ,-1a>-1b 可推出a -1a >b -1b ,显然有1a +b <0<1ab,综上知,①③正确,②④错误. 2.若a >0,且a ≠7,则( ) A .77a a<7a a 7B .77a a =7a a 7C .77a a >7a a 7D .77a a与7a a 7的大小不确定 答案 C解析 显然77a a>0,7a a 7>0,因为77a a7a a 7=⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7·⎝ ⎛⎭⎪⎫a 7a =⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7·⎝ ⎛⎭⎪⎫7a -a =⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7-a.当a >7时,0<7a <1,7-a <0,⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7-a>1,当0<a <7时,7a>1,7-a >0,⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7-a>1. 综上知77a a>7a a 7.3.若1<α<3,-4<β<2,则α-|β|的取值X 围是________. 答案 (-3,3)解析 ∵-4<β<2,∴0≤|β|<4,∴-4<-|β|≤0. ∴-3<α-|β|<3.题型 二 不等式的解法1.函数f (x )=1ln -x 2+4x -3的定义域是( )A .(-∞,1)∪(3,+∞) B.(1,3) C .(-∞,2)∪(2,+∞) D.(1,2)∪(2,3) 答案 D解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4x -3>0,ln -x 2+4x -3≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3<0,x 2-4x +4≠0.解得1<x <3且x ≠2,所以函数f (x )的定义域为(1,2)∪(2,3). 2.解关于x 的不等式ax 2-2≥2x -ax (a ∈R ). 解 本题采用分类讨论思想. 原不等式可化为ax 2+(a -2)x -2≥0.①当a =0时,原不等式化为x +1≤0,解得x ≤-1.②当a >0时,原不等式化为⎝⎛⎭⎪⎫x -2a (x +1)≥0,解得x ≥2a或x ≤-1.③当a <0时,原不等式化为⎝⎛⎭⎪⎫x -2a (x +1)≤0.当2a >-1,即a <-2时,解得-1≤x ≤2a;当2a =-1,即a =-2时,解得x =-1满足题意; 当2a<-1,即0>a >-2,解得2a≤x ≤-1.综上所述,当a =0时,不等式的解集为{x |x ≤-1};当a >0时,不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≥2a或x ≤-1;当-2<a <0时,不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫2a≤x ≤-1;当a =-2时,不等式的解集为{-1}; 当a <-2时,不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-1≤x ≤2a .条件探究 把举例说明2中的不等式改为“ax 2-(a +1)x +1<0,a ∈R ”,如何解答? 解 若a =0,原不等式等价于-x +1<0,解得x >1.若a <0,则原不等式等价于⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)>0,解得x <1a或x >1.若a >0,原不等式等价于⎝⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0.①当a =1时,1a=1,⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0无解;②当a >1时,1a <1,解⎝⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0得1a<x <1;③当0<a <1时,1a>1,解⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0得1<x <1a.综上所述,当a <0时,解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x <1a或x >1;当a =0时,解集为{x |x >1};当0<a <1时,解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1<x <1a ;当a =1时,解集为∅;当a >1时,解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1a<x <1.1.解一元二次不等式的四个步骤2.分式不等式的解法求解分式不等式的关键是对原不等式进行恒等变形,转化为整式不等式(组)求解. (1)f xg x>0(<0)⇔f (x )·g (x )>0(<0);如巩固迁移2.(2)f xg x ≥0(≤0)⇔⎩⎪⎨⎪⎧f x ·g x ≥0≤0,g x ≠0.1.关于x 的不等式x 2-2ax -8a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),且x 2-x 1=15,则a =( ) A.52 B.72 C.154 D.152 答案 A解析 由条件知x 1,x 2为方程x 2-2ax -8a 2=0的两根,则x 1+x 2=2a ,x 1x 2=-8a 2.故(x 2-x 1)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=(2a )2-4×(-8a 2)=36a 2=152,得a =52,故选A.2.不等式2x +1x -5≥-1的解集为________.答案 {x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤43或x >5解析 将原不等式移项通分得3x -4x -5≥0,等价于⎩⎪⎨⎪⎧3x -4x -5≥0,x -5≠0,解得x ≤43或x >5.∴原不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤43或x >5.题型 三 二次不等式中的任意性与存在性角度1 任意性与存在性1.(1)若关于x 的不等式x 2-ax -a >0的解集为(-∞,+∞),某某数a 的取值X 围; (2)若关于x 的不等式x 2-ax -a ≤-3的解集不是空集,某某数a 的取值X 围. 解 (1)设f (x )=x 2-ax -a ,则关于x 的不等式x 2-ax -a >0的解集为(-∞,+∞)⇔f (x )>0在(-∞,+∞)上恒成立⇔f (x )min >0,即f (x )min =-4a +a24>0,解得-4<a <0(或用Δ<0).(2)设f (x )=x 2-ax -a ,则关于x 的不等式x 2-ax -a ≤-3的解集不是空集⇔f (x )≤-3在(-∞,+∞)上能成立⇔f (x )min ≤-3,即f (x )min =-4a +a24≤-3,解得a ≤-6或a ≥2.角度2 给定区间上的任意性问题2.(1)已知函数f (x )=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0成立,则实数m 的取值X 围是________.(2)设函数f (x )=mx 2-mxx ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值X 围. 答案 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0 (2)见解析解析 (1)要满足f (x )=x 2+mx -1<0对于任意x ∈[m ,m +1]恒成立,只需⎩⎪⎨⎪⎧ f m <0,f m +1<0,即⎩⎪⎨⎪⎧ 2m 2-1<0,m +12+m m +1-1<0,解得-22<m <0.(2)要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立,即m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.有以下两种方法:解法一:令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,所以g (x )max =g (3),即7m -6<0,所以m <67,所以0<m <67;当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1),即m -6<0,所以m <6,所以m <0.综上所述,m 的取值X 围是{m ⎪⎪⎪⎭⎬⎫m <67.解法二:因为x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34>0,又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.所以m 的取值X 围是{m ⎪⎪⎪⎭⎬⎫m <67.角度3 给定参数X 围的恒成立问题3.已知a ∈[-1,1]时不等式x 2+(a -4)x +4-2a >0恒成立,则x 的取值X 围为()A .(-∞,2)∪(3,+∞)B .(-∞,1)∪(2,+∞)C .(-∞,1)∪(3,+∞)D .(1,3)答案 C解析 把不等式的左端看成关于a 的一次函数,记f (a )=(x -2)a +x 2-4x +4,则由f (a )>0对于任意的a ∈[-1,1]恒成立,所以f (-1)=x 2-5x +6>0,且f (1)=x 2-3x +2>0即可,解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-5x +6>0,x 2-3x +2>0,得x <1或x >3.故选C.形如f (x )≥0(f (x )≤0)恒成立问题的求解思路(1)x ∈R 的不等式确定参数的X 围时,结合二次函数的图象,利用判别式来求解. (2)x ∈[a ,b ]的不等式确定参数X 围时,①根据函数的单调性,求其最值,让最值大于等于或小于等于0,从而求参数的X 围;②数形结合,利用二次函数在端点a ,b 处的取值特点确定不等式求X 围.如举例说明2.(3)已知参数m ∈[a ,b ]的不等式确定x 的X 围,要注意变换主元,一般地,知道谁的X围,就选谁当主元,求谁的X 围,谁就是参数.如举例说明3.1.若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则a 的取值X 围是________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-235,+∞ 解析 由Δ=a 2+8>0,知方程x 2+ax -2=0恒有两个不等实数根,又知两根之积为负,所以方程x 2+ax -2=0必有一正根、一负根.于是不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故a 的取值X 围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-235,+∞. 2.函数f (x )=x 2+ax +3.(1)当x ∈R 时,f (x )≥a 恒成立,某某数a 的取值X 围;(2)当x ∈[-2,2]时,f (x )≥a 恒成立,某某数a 的取值X 围; (3)当a ∈[4,6]时,f (x )≥0恒成立,某某数x 的取值X 围.解 (1)∵当x ∈R 时,x 2+ax +3-a ≥0恒成立,需Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0,∴实数a 的取值X 围是[-6,2].(2)当x ∈[-2,2]时,设g (x )=x 2+ax +3-a ≥0,分如下三种情况讨论(如图所示): ①如图1,当g (x )的图象恒在x 轴上方且满足条件时,有Δ=a 2-4(3-a )≤0,即-6≤a ≤2.②如图2,g (x )的图象与x 轴有交点,但当x ∈[-2,+∞)时,g (x )≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ Δ≥0,x =-a 2≤-2,g -2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-43-a ≥0,-a 2≤-2,4-2a +3-a ≥0, 可得⎩⎪⎨⎪⎧a ≥2或a ≤-6,a ≥4,a ≤73,解得a ∈∅. ③如图3,g (x )的图象与x 轴有交点,但当x ∈(-∞,2]时,g (x )≥0. 即⎩⎪⎨⎪⎧ Δ≥0,x =-a 2≥2,g 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 2-43-a ≥0,-a 2≥2,7+a ≥0, 可得⎩⎪⎨⎪⎧ a ≥2或a ≤-6,a ≤-4,a ≥-7.∴-7≤a ≤-6.综上,实数a 的取值X 围是[-7,2].(3)令h (a )=xa +x 2+3.当a ∈[4,6]时,h (a )≥0恒成立.只需⎩⎪⎨⎪⎧ h 4≥0,h 6≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+4x +3≥0,x 2+6x +3≥0,解得x ≤-3-6或x ≥-3+ 6.∴实数x 的取值X 围是(-∞,-3-6]∪[-3+6,+∞).。
高三数学一轮复习讲座之不等式一、复习要求1、不等式的概念及性质;2、不等式的证明;3、不等式的解法;4、不等式的应用。
二、学习指导1、不等式的性质是证明不等式和解不等式的基础。
不等式的基本性质有: (1)对称性或反身性:a>b ⇔b<a ; (2)传递性:若a>b ,b>c ,则a>c ;(3)可加性:a>b ⇒a+c>b+c ,此法则又称为移项法则; (4)可乘性:a>b ,当c>0时,ac>bc ;当c<0时,ac<bc 。
不等式运算性质:(1)同向相加:若a>b ,c>d ,则a+c>b+d ; (2)正数同向相乘:若a>b>0,c>d>0,则ac>bd 。
特例:(3)乘方法则:若a>b>0,n ∈N +,则n n b a >; (4)开方法则:若a>b>0,n ∈N +,则n1n1b a >;(5)倒数法则:若ab>0,a>b ,则b1a 1<。
掌握不等式的性质,应注意:(1)条件与结论间的对应关系,如是“⇒”符号还是“⇔”符号; (2)不等式性质的重点是不等号方向,条件与不等号方向是紧密相连的。
2、均值不等式;利用完全平方式的性质,可得a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ),该不等式可推广为a 2+b 2≥2|ab|;或变形为|ab|≤2b a 22+;当a ,b ≥0时,a+b ≥ab 2或ab ≤22b a ⎪⎭⎫⎝⎛+.在具体条件下选择适当的形式。
3、不等式的证明:(1)不等式证明的常用方法:比较法,公式法,分析法,反证法,换元法,放缩法; (2)在不等式证明过程中,应注重与不等式的运算性质联合使用; (3)证明不等式的过程中,放大或缩小应适度。
4、 不等式的解法:解不等式是寻找使不等式成立的充要条件,因此在解不等式过程中应使每一步的变形都要恒等。
第七章 不等式、推理与证明学案33 不等式的概念与性质导学目标:1.了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景.2.理解不等式的性质,会应用不等式的性质解决与范围有关的问题.自主梳理 1.不等关系不等关系与等量关系一样,也是自然界中存在的基本数量关系,它们在现实世界和日常生活中大量存在.不等关系可分为常量与________间的不等关系(如3>0),变量与________间的不等关系(如x>5),函数与________之间的不等关系(如x 2+1≥2x)等.2.不等式用________(如“<”“>”“≤”“≥”等)连接两个代数式而成的式子叫做不等式,其中用“<”或“>”连接的不等式叫做严格不等式;用“≤”“≥”连接的不等式叫做非严格不等式.不等式可分为绝对不等式(不论用什么实数代替不等式中的字母,不等式都能成立)、条件不等式(只有用某些范围内的实数代替不等式中的字母,不等式才能够成立)、矛盾不等式(不论用什么样的实数代替不等式中的字母,不等式都不能成立).3.两个实数大小的比较(1)作差法:设a ,b ∈R ,则a>b ⇔a -b>0,a<b ⇔a -b<0,这是比较两个实数大小和运用比较法的依据.(2)作商法:依据:设a>0,b>0,则a>b ⇔__________, a<b ⇔a b <1.4.不等式的性质(1)对称性:a>b ⇔________; (2)传递性:a>b ,b>c ⇒________; (3)加法性质:a>b ⇔________; 推论:a>b ,c>d ⇒________; (4)乘法性质:a>b ,c>0⇒________; 推论:a>b>0,c>d>0⇒________;(5)乘方性质:a>b>0⇒________________________; (6)开方性质:a>b>0⇒________________________; (7)倒数性质:a>b ,ab>0⇒________________.自我检测1.(2011·大纲全国)下面四个条件中,使a>b 成立的充分而不必要的条件是( ) A .a>b +1 B .a>b -1C .a 2>b 2D .a 3>b 32.若a ,b 是任意实数,且a>b ,则( ) A .a 2>b 2B.b a <1 C .lg(a -b)>0D.⎝ ⎛⎭⎪⎫12a <⎝ ⎛⎭⎪⎫12b 3.(2011·青岛模拟)设a>0,b>0,则以下不等式中不一定成立的是( ) A .a b +b a ≥2 B .ln(ab +1)>0 C .a 2+b 2+2≥2a +2b D .a 3+b 3≥2ab 24.(2011·上海)若a ,b ∈R ,且ab>0,则下列不等式中,恒成立的是( ) A .a 2+b 2>2ab B .a +b ≥2abC.1a +1b >2abD.b a +a b≥2 5.(2010·安徽)若a>0,b>0,a +b =2,则下列不等式对一切满足条件的a ,b 恒成立的是________(写出所有正确命题的序号).①ab ≤1;②a +b ≤2;③a 2+b 2≥2;④a 3+b 3≥3;⑤1a +1b≥2.探究点一 数与式的大小比较例1 (1)设x<y<0,试比较(x 2+y 2)(x -y)与(x 2-y 2)(x +y)的大小;(2)已知a ,b ,c ∈{正实数},且a 2+b 2=c 2,当n ∈N ,n>2时,比较c n与a n+b n的大小.变式迁移1 已知a>2,b>2,试比较a +b 与ab 的大小.探究点二 不等式性质的简单应用例2 下面的推理过程⎭⎪⎬⎪⎫a>b ⇒ac>bc c>d ⇒bc>bd ⇒ac>bd ⇒a d >bc ,其中错误之处的个数是( )A .0B .1C .2D .3变式迁移2 (2011·许昌月考)若a<b<0,则下列不等式中不成立的是( ) A.1a >1bB.1a -b >1aC .|a|>|b|D .a 2>b 2探究点三 求字母或代数式范围问题例3 (1)已知12<a<60,15<b<36,求a -b 及ab的取值范围.(2)设f(x)=ax 2+bx,1≤f(-1)≤2,2≤f(1) ≤4,求f(-2)的取值范围.变式迁移3 (1)已知-π2≤α≤π2,0≤β≤π,则2α-β2的范围为________.(2)(2010·辽宁)已知-1<x +y<4且2<x -y<3,则z =2x -3y 的取值范围为________.(答案用区间表示)1.数或式的大小比较常见的思路:一是采用作差(或作商)比较法;二是直接应用不等式的性质或基本不等式;三是利用函数的单调性.在不等关系的判断及数或式的大小比较过程中等价转化是关键.2.由M 1<f 1(a ,b)<N 1和M 2<f 2(a ,b)<N 2,求g(a ,b)的取值范围,固然要将已知两个不等式相加,但不等式相加的次数应尽可能少,以免将取值范围扩大.这时可以用所谓的“线性相关值”,令g(a ,b)=pf 1(a ,b)+qf 2(a ,b),用恒等关系求出待定系数p ,q ,于是一次相加,便可求到所需要的范围.(满分:75分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2011·开封调研)已知a 、b 、c 满足c<b<a ,且ac<0,那么下列选项中一定成立的是( )A .ab>acB .c(b -a)<0C .cb 2<ab 2D .ac(a -c)>02.若a>b>0,则下列不等式中恒成立的是( ) A .b a >b +1a +1 B .a +1a >b +1bC .a +1b >b +1aD.2a +b a +2b >ab3.(2011·金华模拟)已知a>b ,则下列不等式一定成立的是( ) A .lga>lgb B .a 2>b 2C.1a <1bD .2a>2b4.(2011·舟山七校联考)若a<b<0,则下列结论中正确的是( ) A.1a >1b 和1|a|>1|b|均不能成立 B.1a -b >1b 和1|a|>1|b|均不能成立 C .不等式1a -b >1a 和⎝ ⎛⎭⎪⎫a +1b 2>⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1a 2均不能成立D .不等式1|a|>1|b|和⎝ ⎛⎭⎪⎫a +1b 2<⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1a 2均不能成立5.已知三个不等式:ab>0,bc -ad>0,c a -db >0(其中a ,b ,c ,d 均为实数),用其中两个不等式作为条件,余下的一个不等式作为结论组成一个命题,可组成的正确命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3二、填空题(每小题4分,共12分)6.若x>y>1,且0<a<1,则①a x<a y;②log a x>log a y ;③x -a>y -a;④log x a<log y a. 其中不成立的个数是________.7.(2011·东莞月考)当a>0>b ,c<d<0时,给出以下三个结论:①ad<bc ;②a +c 2>b +d 2;③b -c>d -c.其中正确命题的序号是________.8.已知-π2≤α<β≤π2,则α+β2的取值范围是________;α-β2的取值范围是______________.三、解答题(共38分)9.(12分)(2011·阳江月考)已知a +b>0,试比较a b 2+b a 2与1a +1b .10.(12分)比较a a b b与a b b a(a ,b 为不相等的正数)的大小.11.(14分)已知a>0,a 2-2ab +c 2=0,bc>a 2.试比较a ,b ,c 的大小.学案33 不等式的概念与性质自主梳理1.常量 常量 函数 2.不等号 3.(2)ab >1 4.(1)b<a (2)a>c (3)a +c>b +c a +c>b +d (4)ac>bc ac>bd (5)a n >b n(n ∈N 且n ≥2) (6)n a>n b (n ∈N 且n ≥2)(7)1a <1b 自我检测1.A 2.D 3.D 4.D 5.①③⑤ 课堂活动区例1 解题导引 比较大小有两种基本方法:(1)作差法步骤:作差——变形——判断差的符号.作商法的步骤:作商——变形——判断商与1的大小.(2)两种方法的关键是变形.常用的变形技巧有因式分解、配方、有理化等,也可以等价转化为易于比较大小的两个代数式来达到目的.解 (1)方法一 (x 2+y 2)(x -y)-(x 2-y 2)(x +y)=(x -y)[x 2+y 2-(x +y)2]=-2xy(x -y),∵x<y<0,∴xy>0,x -y<0. ∴-2xy(x -y)>0.∴(x 2+y 2)(x -y)>(x 2-y 2)(x +y). 方法二 ∵x<y<0, ∴x -y<0,x 2>y 2,x +y<0.∴(x 2+y 2)(x -y)<0,(x 2-y 2)(x +y)<0. ∴0<(x 2+y 2)(x -y)(x 2-y 2)(x +y)=x 2+y 2x 2+y 2+2xy <1.∴(x 2+y 2)(x -y)>(x 2-y 2)(x +y). (2)∵a ,b ,c ∈{正实数},∴a n,b n,c n>0.而a n +b nc n =⎝ ⎛⎭⎪⎫a c n +⎝ ⎛⎭⎪⎫b c n .∵a 2+b 2=c 2,则⎝ ⎛⎭⎪⎫a c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b c 2=1,∴0<a c <1,0<b c <1.∵n ∈N ,n>2,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫a c n <⎝ ⎛⎭⎪⎫a c 2,⎝ ⎛⎭⎪⎫b c n <⎝ ⎛⎭⎪⎫b c 2. ∴a n +b n c n =⎝ ⎛⎭⎪⎫a c n +⎝ ⎛⎭⎪⎫b c n <a 2+b2c2=1.∴a n +b n <c n.变式迁移1 解 方法一 (作差法) ab -(a +b)=(a -1)(b -1)-1, ∵a>2,b>2,∴a -1>1,b -1>1. ∴(a -1)(b -1)-1>0. ∴ab -(a +b)>0. ∴ab>a +b.方法二 (作商法)∵a +b ab =1b +1a ,且a>2,b>2,∴1a <12,1b <12.∴1b +1a <12+12=1.∴a +bab<1.又∵ab>4>0,∴a +b<ab. 例2 D [由a>b ⇒ac>bc ,c>d ⇒bc>bd 都是对不等式两边同乘一实数,只有当该实数为正数时,不等号才不改变方向,故这两步都错误;由于不等式具有传递性,所以得出ac>bd 是正确的,由ac>bd ⇒a d >bc 是对不等式ac>bd 两边同除cd ,由于不知cd 的正、负,故这一步也是错误的.]变式迁移2 B [∵a<b<0,∴ab>0. 取倒数,则有1a >1b,选项A 正确.∵a<b<0,∴|a|>|b|和a 2>b 2两个不等式均成立,选项C 、D 正确. 对于B ,1a -b -1a =ba(a -b),又∵a<b<0,∴a -b<0.∴ba(a -b)<0,即1a -b <1a.∴选项B 不成立.] 例3 解题导引 第(2)题中,由于f(x)=ax 2+bx ,所以f(-2)、f(-1)和f(1)都是关于a ,b 的代数式,由于已知f(-1)、f(1)的范围,因此利用待定系数法表示出f(-2),通过等式两边a 、b 系数相等求出待定系数,然后通过f(-1)、f(1)的范围求出f(-2)的范围.本题也可用线性规划求解,即已知条件可化为⎩⎪⎨⎪⎧1≤a -b ≤2,2≤a +b ≤4,求的是z =4a -2b 的范围.解 (1)∵15<b<36,∴-36<-b<-15. ∴12-36<a -b<60-15,即-24<a -b<45. 又136<1b <115,∴1236<a b <6015. ∴13<ab<4. (2)方法一 由⎩⎪⎨⎪⎧f(-1)=a -bf(1)=a +b,得⎩⎪⎨⎪⎧a =12[f(-1)+f(1)],b =12[f(1)-f(-1)].∴f(-2)=4a -2b =3f(-1)+f(1). 又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,∴5≤3f(-1)+f(1)≤10, 故5≤f(-2)≤10.方法二 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 ,∴⎩⎪⎨⎪⎧m +n =4,n -m =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =3,n =1.∴f(-2)=3f(-1)+f(1), ∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4, ∴5≤f(-2)≤10,∴f(-2)的取值范围是[5,10]. 变式迁移3 (1)[-3π2,π] (2)(3,8)解析 (1)由-π2≤α≤π2⇒-π≤2α≤π,由0≤β≤π⇒-π2≤-β2≤0,两不等式相加得:-3π2≤2α-β2≤π.所以2α-β2的范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π2,π.(2)设2x -3y =λ(x +y)+μ(x -y)=(λ+μ)x +(λ-μ)y ,对应系数相等,则⎩⎪⎨⎪⎧λ+μ=2λ-μ=-3⇒⎩⎪⎨⎪⎧λ=-12,μ=52,从而2x -3y =-12(x +y)+52(x -y)∈(3,8).课后练习区1.A [由c<b<a ,且ac<0,知a>0,c<0,但b 的符号不确定,b 可能为0,故C 错误. 由b>c ⇒ab>ac ,b 可能为0,故A 正确.⎭⎪⎬⎪⎫b<a ⇒b -a<0又c<0⇒c(b -a)>0,故B 错误.⎭⎪⎬⎪⎫a>c ⇒a -c>0又ac<0⇒ac(a -c)<0,故D 错误.]2.C [∵a>b>0,∴ab>0,∴1b >1a .∴a +1b >b +1a.故选C.]3.D [只有指数函数y =2x在R 上为增函数,所以D 正确.而A 、C 显然不是对于一切实数都成立的,B 的等价条件是|a|>|b|,显然也错误.]4.D [∵a<b<0,∴a -b<0.1a -b -1b =2b -a (a -b)b ,2b -a 的正负不确定,即1a -b >1b 有可能成立;又∵a<b<0,∴|a|>|b|>0,则有1|a|<1|b|,即1|a|>1|b|不成立.]5.D [①由ab>0,bc -ad>0,即bc>ad , 得c a >d b ,即c a -db>0; ②由ab>0,c a -d b >0,即c a >d b ,得bc>ad ,即bc -ad>0; ③由bc -ad>0,c a -db >0,即bc -adab>0,得ab>0; 故可组成3个正确的命题.] 6.3解析 ∵x>y>1,0<a<1,∴a x<a y,log a x<log a y , 故①成立,②不成立.∵x a>y a>0,∴x -a<y -a,③不成立. 又log a x<log a y<0,∴1log a x >1log a y .即log x a>log y a ,∴④也不成立. 7.①②解析 ∵ad<0,bc>0,∴ad<bc ,故①正确; 又∵c<d<0,∴c 2>d 2>0.由已知a>b ,同向不等式相加得a +c 2>b +d 2,故②正确; 对于结论③,d -c>0,b -c 的正、负不确定,故③不正确.8.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫-π2,0解析 ∵-π2≤α<π2,-π2<β≤π2, ∴-π<α+β<π,∴-π2<α+β2<π2. ∵-π2≤-β<π2, ∴-π≤α-β<π,∴-π2≤α-β2<π2. 又∵α-β<0,∴-π2≤α-β2<0. 9.解 a b 2+b a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b =a -b b 2+b -aa 2 =(a -b)⎝ ⎛⎭⎪⎫1b 2-1a 2=(a +b)(a -b)2a 2b 2.(6分) ∵a +b>0,(a -b)2≥0,∴(a +b)(a -b)2a 2b 2≥0. ∴a b 2+b a 2≥1a +1b.(12分) 10.解 a a b b a b b a =a a -b b b -a =⎝ ⎛⎭⎪⎫a b a -b ,(4分) 当a>b>0时,a b>1,a -b>0, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫a b a -b >1;(8分) 当0<a<b 时,a b<1,a -b<0, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫a b a -b >1.(11分) 综上所述,当a ,b 为不相等的正数时,总有a a b b >a b b a. (12分)11.解 ∵bc>a 2>0,∴b ,c 同号.(2分)又a 2+c 2>0,a>0,∴b =a 2+c 22a >0. ∴c>0.(4分)由(a -c)2=2ab -2ac =2a(b -c)≥0,∴b -c ≥0.(6分)当b -c>0,即b>c 时,由⎭⎪⎬⎪⎫b =a 2+c 22a bc>a 2⇒a 2+c 22a ·c>a 2⇒(a -c)(2a 2+ac +c 2)<0. ∵a>0,b>0,c>0,∴2a 2+ac +c 2>0. ∴a -c<0,即a<c ,则a<c<b.(10分) 当b -c =0,即b =c 时, ∵bc>a 2,∴b 2>a 2,即b ≠a. 又∵a 2-2ab +c 2=(a -b)2=0⇒a =b 与a ≠b 矛盾, ∴b -c ≠0.综上,可知a<c<b.(14分)。