初中已学:一元一次不等式解法、简单不等式加减乘除规则。高中需要系统掌握不等式的完整性质体系。
| 编号 | 性质 | 内容 | 条件 |
|---|---|---|---|
| 1 | 对称性 | 若 a > b,则 b < a | 恒成立 |
| 2 | 传递性 | 若 a > b,b > c,则 a > c | 恒成立 |
| 3 | 可加性 | 若 a > b,则 a + c > b + c | 恒成立 |
| 4 | 同向可加 | 若 a > b,c > d,则 a + c > b + d | 同向不等式 |
| 5 | 正乘保号 | 若 a > b,c > 0,则 ac > bc | c > 0 |
| 6 | 负乘变号 ⭐ | 若 a > b,c < 0,则 ac < bc | c < 0 ⚠️ |
| 7 | 同向可乘 | 若 a > b > 0,c > d > 0,则 ac > bd | 各项为正 |
| 8 | 乘方保序 | 若 a > b > 0,则 aⁿ > bⁿ | 正数乘方 |
| 9 | 开方保序 | 若 a > b > 0,则 √a > √b | 正数开方 |
⚠️ 三个易错点:
四步:作差 → 变形(配方/因式分解/通分)→ 判断符号 → 得出结论
当 a > 0,b > 0 时:a/b > 1 ⇒ a > b;a/b = 1 ⇒ a = b;a/b < 1 ⇒ a < b
⚠️ 作商法必须保证分母为正!
绝对值是初高中最大的脱节知识点之一。初中完全不涉及,高中贯穿始终。
| 类型 | 解集 | 口诀 |
|---|---|---|
| |x| < a(a > 0) | {x | −a < x < a} | 小于取中间 |
| |x| > a(a > 0) | {x | x > a 或 x < −a} | 大于取两边 |
| |x − a| < b(b > 0) | {x | a − b < x < a + b} | 小于取中间 |
| |x − a| > b(b > 0) | {x | x > a + b 或 x < a − b} | 大于取两边 |
1. 找零点:令各绝对值内部 = 0,得 n 个零点
2. 分段:n 个零点将数轴分为 n + 1 段
3. 去绝对值:逐段去掉绝对值符号,解不等式
4. 合并:取各段解集的并集
||a| − |b|| ≤ |a + b| ≤ |a| + |b|
|a + b| = |a| + |b|,当且仅当 ab ≥ 0
|a − b| = |a| + |b|,当且仅当 ab ≤ 0
(1)已知 a > b > 0,c < d < 0,比较 ac 与 bd 的大小。
(2)已知 a > b,判断:① a² > b² ② a³ > b³ ③ 1/a < 1/b 是否一定成立。
解析:
(1)a > b > 0,c < d < 0。c < 0,由性质 6(负乘变号)得 ac < bc。b > 0,由性质 5 得 bc < bd。故 ac < bc < bd。
ac < bd
(2)① 不一定。反例:a = −1,b = −2,a² = 1 < b² = 4。平方保序需要 a、b 同号且为正。
② 一定成立。a³ − b³ = (a − b)(a² + ab + b²) > 0,故 a³ > b³。
③ 不一定。若 a > 0 > b,则 1/a > 0 > 1/b,方向相反。涉及倒数必须分正负讨论!
比较 (x + 1)(x + 4) 与 (x + 2)(x + 3) 的大小。
解析:作差:(x+1)(x+4) − (x+2)(x+3) = (x²+5x+4) − (x²+5x+6) = −2 < 0。
(x+1)(x+4) < (x+2)(x+3)
无论 x 取何值,前者总比后者小 2。
举一反三:比较 (x² + 1)² 与 x⁴ + x² + 1(x ≠ 0)。
已知 a > 0,b > 0,比较 a/b + b/a 与 2 的大小。
解析:作差:a/b + b/a − 2 = (a²+b²−2ab)/(ab) = (a−b)²/(ab)。
a/b + b/a ≥ 2(等号当 a = b 时成立)
基本不等式的雏形,第 12 课深入展开。
(1)|2x − 3| < 5 (2)|3x + 6| ≥ 9 (3)|5 − 2x| ≤ 3
(1)|2x−3| < 5 → −5 < 2x−3 < 5 → −2 < 2x < 8。
{x | −1 < x < 4}
(2)|3x+6| ≥ 9 → 3x+6 ≥ 9 或 3x+6 ≤ −9。
{x | x ≥ 1 或 x ≤ −5}
(3)|5−2x| = |2x−5| ≤ 3 → −3 ≤ 2x−5 ≤ 3。
{x | 1 ≤ x ≤ 4}
解不等式:|x − 1| + |x + 2| > 5
找零点:x = 1,x = −2。分三段。
① x < −2:(−x+1) + (−x−2) > 5 → −2x−1 > 5 → x < −3。结合前提:x < −3。
② −2 ≤ x < 1:(−x+1) + (x+2) > 5 → 3 > 5,无解。
③ x ≥ 1:(x−1) + (x+2) > 5 → 2x+1 > 5 → x > 2。结合前提:x > 2。
解集:{x | x < −3 或 x > 2}
几何理解:|x−1|+|x+2| 是点 x 到 1 和 −2 的距离和,最小值为 3。要超过 5,x 需跑到两端更远处。
举一反三:解 |x − 2| − |x + 3| < 4。
(1)求 |x − 3| + |x + 1| 的最小值。
几何法:点 x 到 3 和 −1 的距离之和,x 在中间时最小 = |3 − (−1)| = 4。
最小值为 4
(2)已知 |x − a| < 1,|y − b| < 2,求证:|2x + y − 2a − b| < 4。
|2x+y−2a−b| = |2(x−a)+(y−b)| ≤ 2|x−a| + |y−b| < 2×1 + 2 = 4。
举一反三:求 |x − 1| + |x − 3| + |x − 5| 的最小值。