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2025屆新高考高三數學大一輪復習講義(4份打包)(含答案)

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2025屆新高考高三數學大一輪復習講義(4份打包)(含答案)

資源簡介

第一節 集 合
1.通過實例,了解集合的含義,理解元素與集合的屬于關系;
2.針對具體問題,能在自然語言和圖形語言的基礎上,用符號語言刻畫集合;
3.在具體情境中,了解全集與空集的含義.理解集合之間包含與相等的含義,能識別給定集合的子集.
4.理解兩個集合的并集與交集的含義,能求兩個集合的并集與交集;理解在給定集合中一個子集的補集的含義,能求給定子集的補集;能使用Venn圖表達集合的基本關系與基本運算,體會圖形對理解抽象概念的作用.
1.元素與集合
(1)集合元素的三個特性:    、    、    ;
(2)集合的三種表示方法:    、    、    ;
(3)元素與集合的兩種關系:屬于,記為    ;不屬于,記為    ;
(4)五個特定的集合及其關系圖:N*或N+表示    集,N表示非負整數集(自然數集),Z表示    集,Q表示    集,R表示實數集.
提醒
(1)解題時,應注意檢查集合的元素是否滿足互異性;
(2)N為自然數集(即非負整數集),包含0,而N*(N+)表示正整數集,不包含0.
2.集合間的基本關系
  表示 關系   自然語言 符號語言 圖形語言
子集 集合A中    元素都是集合B中的元素   (或B A) 或
真子集 集合A B,但存在元素x∈B,且x A   (或B A)
集合相等 集合A,B中元素相同 A=B
提醒
(1)A B包含兩層含義:A B或A=B;
(2)若A B,要分A= 或A≠ 兩種情況討論,不要忽略A= 的情況.
3.集合的基本運算
  類別 表示   并集 交集 補集
圖形語言
符號語言 A∪B=    A∩B=    UA=   
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)任何一個集合都至少有兩個子集.(  )
(2){0,1,3}和{0,3,1}是同一個集合.(  )
(3)集合{x|x=x3}用列舉法表示為{-1,1}.(  )
(4)若{x2,1}={0,1},則x=0,1.(  )
(5){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(  )
2.設全集U={0,1,2,4,6,8},集合M={0,4,6},N={0,1,6},則M∪ UN=(  )
A{1,2,4,6,8} B.{0,1,4,6,8}
C.{0,2,4,6,8.}  D.U
3.(多選)已知集合P={x|x2=4},則(  )
A.P={-2,2} B.2∈P 
C.P N  D.{ } P
4.已知集合A={0,1,x2-5x},若-4∈A,則實數x=    .
5.若集合A={x|-1<x<5},B={x|x≤1或x≥4},則A∪B=    ,A∩B=    .
常用結論
1.子集的傳遞性:A B,B C A C.
2.若有限集A中有n個元素,則A的子集有2n個,真子集有2n-1個,非空子集有2n-1個,非空真子集有2n-2個.
3.等價關系:A B A∩B=A A∪B=B UA UB.
結論運用
1.已知集合A={x|-1<x<5},B={x∈Z|1<x<8},則A∩B的子集個數為(  )
A.2  B.4
C.8  D.6
2.已知集合A={x|x>1},B={x|x>a},若A∪B=B,則實數a的取值范圍是    .
【典例1】 (1)已知集合A={1,2,3},則B={(x,y)|x∈A,y∈A,|x-y|∈A}中所含元素的個數為(  )
A1  B.3
C.6  D.4
(2)設a,b∈R,集合{1,a+b,a}={0,,b},則a2 024+b2 025=(  )
A.1  B.4
C.2  D.3
方法技巧
解決與集合含義有關問題的關鍵
(1)確定構成集合的元素是點集、數集、還是其他類型的集合;
(2)確定元素的限制條件;
(3)根據元素的特征(滿足的條件)構造關系式解決相應問題.
提醒 集合中元素的互異性容易忽略,求解問題時要特別注意.
跟蹤訓練
1.已知集合A=x|x∈Z,且∈Z,則集合A中的元素個數為(  )
A.2   B.5  
C.4   D.6
2.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,則m=    .
【典例2】已知集合A={x|x>a},B={x|1<x<2},若B A,則實數a的取值范圍為(  )
A.[1,+∞)  B.(-∞,1]
C.(1,+∞)  D.(-∞,1)
變式
若本例條件變為:已知集合A={x|2a-3≤x≤a},B={x|1<x<2}.若A B,則實數a的取值范圍為    .
方法技巧
1.判斷集合間關系的常用方法
(1)列舉法:先用列舉法表示集合,再從元素中尋求關系;
(2)化簡集合法:用描述法表示的集合,若代表元素的表達式比較復雜,往往需化簡表達式,再尋求兩個集合的關系;
(3)數形結合法:利用數軸或Venn圖直觀判斷.
2.由集合間的關系求參數的解題策略
已知集合間的關系求參數時,關鍵是將集合間的關系轉化為元素或區間端點間的關系,進而轉化為參數滿足的關系.合理利用數軸、Venn圖幫助分析并對參數進行討論.確定參數所滿足的條件時,一定要把端點值代入進行驗證,否則易增解或漏解.
提醒 當B為A的子集時,易漏掉B= 的情況.
跟蹤訓練
1.設全集U=R,則集合M={0,1,2}和N={x|x(x-2)log2x=0}的關系可表示為(  )
2.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x∈N|x2-6x<0},則滿足A C B的集合C的個數為(  )
A.3  B.5
C.7  D.9
考向1 集合的運算
【典例3】(1)(2023·全國甲卷1題)設全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},則 U(M∪N)=(  )
A. B.{x|x=3k,k∈Z}
C.{x|x=3k-1,k∈Z} D.{x|x=3k-2,k∈Z}
(2)(2024·廣東聯考)已知全集U=R,集合A={x|x<-1或x>3},B={x|y=ln(3-x)},則圖中陰影部分表示的集合為(  )
A.(-1,3]  B.(3,+∞)
C.(-∞,3)  D.[-1,3)
方法技巧
集合基本運算的方法技巧
考向2 利用集合的運算求參數
【典例4】 (2024·九省聯考)已知集合A={-2,0,2,4},B={x||x-3|≤m}.若A∩B=A,則m的最小值為    .
方法技巧
利用集合的運算求參數的方法
(1)與不等式有關的集合,一般利用數軸解決,要注意端點值的取舍;
(2)若集合中的元素能一一列舉,則一般先用觀察法得到集合中元素之間的關系,再列方程(組)求解.
考向3 集合的新定義問題
【典例5】給定數集M,若對于任意a,b∈M,有a+b∈M,且a-b∈M,則稱集合M為閉集合,則下列說法中正確的是(  )
A.集合M={-4,-2,0,2,4}為閉集合 B.正整數集是閉集合
C.集合M={n|n=3k,k∈Z}為閉集合 D.若集合A1,A2為閉集合,則A1∪A2為閉集合
方法技巧
解決以集合為背景的新定義問題的關鍵
(1)緊扣新定義:首先分析新定義的特點,把新定義所敘述的問題的本質弄清楚,并能夠應用到具體的解題過程中,這是破解新定義集合問題的關鍵所在;
(2)用好集合的性質:解題時要善于從題中發現可以使用集合性質的一些因素,在關鍵之處用好集合的性質.
跟蹤訓練
1.設集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},則{x|x≥2}=(  )
A. U(M∪N)  B.N∪ UM
C. U(M∩N)  D.M∪ UN
2.已知集合A={x|2<x<3},B={x|x>m},且( RA)∪B=R,則實數m的取值范圍是(  )
A.m≥2  B.m<2
C.m≤2  D.m>2
3.對于任意兩集合A,B,定義A-B={x|x∈A且x B},A*B=(A-B)∪(B-A),記A={x|x≥0},B={x|-3≤x≤3},則A*B=      .
答案
第一節 集 合
1.通過實例,了解集合的含義,理解元素與集合的屬于關系;針對具體問題,能在自然語言和圖形語言的基礎上,用符號語言刻畫集合;在具體情境中,了解全集與空集的含義.
2.理解集合之間包含與相等的含義,能識別給定集合的子集.
3.理解兩個集合的并集與交集的含義,能求兩個集合的并集與交集;理解在給定集合中一個子集的補集的含義,能求給定子集的補集;能使用Venn圖表達集合的基本關系與基本運算,體會圖形對理解抽象概念的作用.
1.元素與集合
(1)集合元素的三個特性: 確定性 、 無序性 、 互異性 ;
(2)集合的三種表示方法: 列舉法 、 描述法 、 圖示法 ;
(3)元素與集合的兩種關系:屬于,記為 ∈ ;不屬于,記為   ;
(4)五個特定的集合及其關系圖:N*或N+表示 正整數 集,N表示非負整數集(自然數集),Z表示 整數 集,Q表示 有理數 集,R表示實數集.
提醒 (1)解題時,應注意檢查集合的元素是否滿足互異性;(2)N為自然數集(即非負整數集),包含0,而N*(N+)表示正整數集,不包含0.
2.集合間的基本關系
  表示 關系   自然語言 符號語言 圖形語言
子集 集合A中 任意一個 元素都是集合B中的元素 A (或B A) 或
真子集 集合A B,但存在元素x∈B,且x A A B(或B A)
集合相等 集合A,B中元素相同 A=B
提醒 (1)A B包含兩層含義:A B或A=B;(2)若A B,要分A= 或A≠ 兩種情況討論,不要忽略A= 的情況.
3.集合的基本運算
  類別 表示   并集 交集 補集
圖形語言
符號語言 A∪B=  {x|x∈A,   或x∈B}  A∩B=  {x|x∈A,   且x∈B}  UA=  {x|x∈U,   且x A} 
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)任何一個集合都至少有兩個子集.( × )
(2){0,1,3}和{0,3,1}是同一個集合.( √ )
(3)集合{x|x=x3}用列舉法表示為{-1,1}.( × )
(4)若{x2,1}={0,1},則x=0,1.( × )
(5){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( × )
2.設全集U={0,1,2,4,6,8},集合M={0,4,6},N={0,1,6},則M∪ UN=(  )
A.{1,2,4,6,8} B.{0,1,4,6,8}
C. {0,2,4,6,8}  D.U
解析:C 因為U={0,1,2,4,6,8},M={0,4,6},N={0,1,6},所以 UN={2,4,8},所以M∪ UN={0,2,4,6,8}.故選C.
3.(多選)已知集合P={x|x2=4},則(  )
A.P={-2,2}.  B2∈P
CP N.  D.{ } P
解析:AB P={x|x2=4}={-2,2},故2∈P,故A、B正確. 不是P中的元素,故D錯誤.因為-2 N,故P N錯誤,故C錯誤.
4.已知集合A={0,1,x2-5x},若-4∈A,則實數x= 1或4 .
解析:∵-4∈A,∴x2-5x=-4,∴x=1或x=4.
5.若集合A={x|-1<x<5},B={x|x≤1或x≥4},則A∪B= R ,A∩B= {x|-1<x≤1或4≤x<5} .
解析:因為A={x|-1<x<5},B={x|x≤1或x≥4},借助數軸如圖①,所以A∪B=R,如圖②,所以A∩B={x|-1<x≤1或4≤x<5}.
常用結論
1.子集的傳遞性:A B,B C A C.
2.若有限集A中有n個元素,則A的子集有2n個,真子集有2n-1個,非空子集有2n-1個,非空真子集有2n-2個.
3.等價關系:A B A∩B=A A∪B=B UA UB.
結論運用
1.已知集合A={x|-1<x<5},B={x∈Z|1<x<8},則A∩B的子集個數為(  )
A.2  B.4
C.8  D.6
解析:C 因為A={x|-1<x<5},B={x∈Z|1<x<8},所以A∩B={2,3,4},由結論2得A∩B的子集個數為23=8,故選C.
2.已知集合A={x|x>1},B={x|x>a},若A∪B=B,則實數a的取值范圍是 (-∞,1] .
解析:如圖,在數軸上表示出A,B.由結論3可得A B,所以a≤1.
  
【典例1】(1)已知集合A={1,2,3},則B={(x,y)|x∈A,y∈A,|x-y|∈A}中所含元素的個數為(  )
A.1  B.3
C.6  D.4
(2)設a,b∈R,集合{1,a+b,a}={0,,b},則a2 024+b2 025=(  )
A.1  B.4
C.2  D.3
答案:(1)C (2)C
解析:(1)因為A={1,2,3},所以B={(2,1),(3,1),(3,2),(1,2),(1,3),(2,3)},共6個元素.故選C.
由題意知a≠0,因為{1,a+b,a}={0,,b}.所以a+b=0,則=-1,所以a=-1,b=1.故a2 024+b2 025=2.
方法技巧
解決與集合含義有關問題的關鍵
(1)確定構成集合的元素是點集、數集、還是其他類型的集合;
(2)確定元素的限制條件;
(3)根據元素的特征(滿足的條件)構造關系式解決相應問題.
提醒 集合中元素的互異性容易忽略,求解問題時要特別注意.
跟蹤訓練
1.已知集合A=x|x∈Z,且∈Z,則集合A中的元素個數為(  )
A.2  B.5
C.4  D.6
解析:C 因為x∈Z,且∈Z,所以2-x的取值有-4,-2,-1,1,2,4所以x的值分別為6,4,3,1,0,-2故集合A中的元素個數為6故選D.
2.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,則m= -  .
解析:令m+2=3,得m=1,此時2m2+m=3,不合題意.令2m2+m=3,得m=-或m=1(舍去).若m=-,則m+2=,滿足條件,所以m=-.
【典例2】(必修第一冊第9頁5(2)題改編)已知集合A={x|x>a},B={x|1<x<2},若B A,則實數a的取值范圍為(  )
A.[1,+∞)  B.(-∞,1]
C.(1,+∞)  D.(-∞,1)
解析:B 因為A={x|x>a},B={x|1<x<2},且B A.用數軸表示其關系如圖.所以實數a的取值范圍為a≤1.故選B.
變式
 若本例條件變為:已知集合A={x|2a-3≤x≤a},B={x|1<x<2}.若A B,則實數a的取值范圍為 (3,+∞) .
解析:因為A={x|2a-3≤x≤a},B={x|1<x<2},且A B.①當A= 時,2a-3>a,則a>3,滿足題意;②當A≠ 時,用數軸表示其關系如圖,所以即所以a不存在,綜上所述,實數a的取值范圍為(3,+∞).
方法技巧
1.判斷集合間關系的常用方法
(1)列舉法:先用列舉法表示集合,再從元素中尋求關系;
(2)化簡集合法:用描述法表示的集合,若代表元素的表達式比較復雜,往往需化簡表達式,再尋求兩個集合的關系;
(3)數形結合法:利用數軸或Venn圖直觀判斷.
2.由集合間的關系求參數的解題策略
已知集合間的關系求參數時,關鍵是將集合間的關系轉化為元素或區間端點間的關系,進而轉化為參數滿足的關系.合理利用數軸、Venn圖幫助分析并對參數進行討論.確定參數所滿足的條件時,一定要把端點值代入進行驗證,否則易增解或漏解.
提醒 當B為A的子集時,易漏掉B= 的情況.
跟蹤訓練
1.設全集U=R,則集合M={0,1,2}和N={x|x(x-2)log2x=0}的關系可表示為(  )
解析:A 因為N={x|x(x-2)log2x=0}={1,2},M={0,1,2},所以N是M的真子集.故選A.
2.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x∈N|x2-6x<0},則滿足A C B的集合C的個數為(  )
A.3  B.5
C.7  D.9
解析:C ∵A={1,2},B={1,2,3,4,5},且A C B,∴集合C的所有可能為{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5},共7個.
考向1 集合的運算
【典例3】(1)(2023·全國甲卷1題)設全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},則 U(M∪N)=(  )
A.
B.{x|x=3k,k∈Z}
C.{x|x=3k-1,k∈Z}
D.{x|x=3k-2,k∈Z}
(2)(2024·廣東聯考)已知全集U=R,集合A={x|x<-1或x>3},B={x|y=ln(3-x)},則圖中陰影部分表示的集合為(  )
A.(-1,3]  B.(3,+∞)
C.(-∞,3) D.[-1,3)
答案:(1)B (2)D
解析:(1)法一(列舉法) M={…,-2,1,4,7,10,…},N={…,-1,2,5,8,11,…},所以M∪N={…,-2,-1,1,2,4,5,7,8,10,11,…},所以 U(M∪N)={…,-3,0,3,6,9,…},其元素都是3的倍數,即 U(M∪N)={x|x=3k,k∈Z},故選A.
法二(描述法) 集合M∪N表示被3除余1或2的整數集,則它在整數集中的補集是恰好被3整除的整數集,故選A.
(2)集合A={x|x<-1或x>3},B={x|y=ln(3-x)}={x|x<3},所以題圖中陰影部分表示的集合為( UA)∩B={x|-1≤x≤3}∩{x|x<3}={x|-1≤x<3}.故選D.
方法技巧
集合基本運算的方法技巧
考向2 利用集合的運算求參數
【典例4】 (2024·九省聯考)已知集合A={-2,0,2,4},B={x||x-3|≤m}.若A∩B=A,則m的最小值為 5 .
解析:B={x||x-3|≤m}={x|3-m≤x≤3+m},又A∩B=A,則A B,所以所以m≥5,故m的最小值為5.
方法技巧
利用集合的運算求參數的方法
(1)與不等式有關的集合,一般利用數軸解決,要注意端點值的取舍;
(2)若集合中的元素能一一列舉,則一般先用觀察法得到集合中元素之間的關系,再列方程(組)求解.
考向3 集合的新定義問題
【典例5】給定數集M,若對于任意a,b∈M,有a+b∈M,且a-b∈M,則稱集合M為閉集合,則下列說法中正確的是(  )
A.集合M={-4,-2,0,2,4}為閉集合
B.正整數集是閉集合
C.集合M={n|n=3k,k∈Z}為閉集合
D.若集合A1,A2為閉集合,則A1∪A2為閉集合
解析:C 選項A:當集合M={-4,-2,0,2,4}時,2,4∈M,而2+4=6 M,所以集合M不為閉集合,A選項錯誤;選項B:設a,b是任意的兩個正整數,則a+b∈M,當a<b時,a-b是負數,不屬于正整數集,所以正整數集不為閉集合,B選項錯誤;選項C:當M={n|n=3k,k∈Z}時,設a=3k1,b=3k2,k1,k2∈Z,則a+b=3(k1+k2)∈M,a-b=3(k1-k2)∈M,所以集合M是閉集合,C選項正確;選項D:設A1={n|n=3k,k∈Z},A2={n|n=2k,k∈Z},由C可知,集合A1,A2為閉集合,2,3∈(A1∪A2),而(2+3) (A1∪A2),故A1∪A2不為閉集合,D選項錯誤.
方法技巧
解決以集合為背景的新定義問題的關鍵
(1)緊扣新定義:首先分析新定義的特點,把新定義所敘述的問題的本質弄清楚,并能夠應用到具體的解題過程中,這是破解新定義集合問題的關鍵所在;
(2)用好集合的性質:解題時要善于從題中發現可以使用集合性質的一些因素,在關鍵之處用好集合的性質.
跟蹤訓練
1.(2023·全國乙卷2題)設集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},則{x|x≥2}=(  )
A. U(M∪N)  B.N∪ UM
C. U(M∩N)  D.M∪ UN
解析:A 因為M={x|x<1},N={x|-1<x<2},所以M∪N={x|x<2},所以 U(M∪N)={x|x≥2}.故選A.
2.已知集合A={x|2<x<3},B={x|x>m},且( RA)∪B=R,則實數m的取值范圍是(  )
A.m≥2  B.m<2
C.m≤2  D.m>2
解析:C ∵A={x|2<x<3},∴ RA=(-∞,2]∪[3,+∞),∵( RA)∪B=R,∴m≤2.
3.對于任意兩集合A,B,定義A-B={x|x∈A且x B},A*B=(A-B)∪(B-A),記A={x|x≥0},B={x|-3≤x≤3},則A*B= {x|-3≤x<0或x>3} .
解析:∵A={x|x≥0},B={x|-3≤x≤3},∴A-B={x|x>3},B-A={x|-3≤x<0}.∴A*B={x|-3≤x<0或x>3}.
6 / 6第二節 常用邏輯用語
1.通過對典型數學命題的梳理,理解必要條件、充分條件與充要條件的意義,理解定義、判定定理、性質定理與充要條件、充分條件、必要條件的關系.
2.通過已知的數學實例,理解全稱量詞與存在量詞的意義.
3.能正確地對含有一個量詞的命題進行否定.
1.充分條件與必要條件
命題真假 “若p,則q”為真命題 “若p,則q”為假命題 “若p,則q”和“若q,則p”都是真命題
推出關系 p  q p   q p  q
條件關系 p是q的  條件,q是p的   條件 p不是q的   條件,q不是p的   條件 p是q的  條件,簡稱   條件
提醒 (1)A是B的充分不必要條件 A B且BA;(2)A的充分不必要條件是B B A且AB.
2.全稱量詞和存在量詞
類別 全稱量詞 存在量詞
量詞 所有的、任意一個 存在一個、至少有一個
符號
命題 含有     的命題叫做全稱量詞命題 含有     的命題叫做存在量詞命題
命題形式 “對M中任意一個x,p(x)成立”,可用符號簡記為“        ” “存在M中的元素x,p(x)成立”,可用符號簡記為“        ”
3.全稱量詞命題和存在量詞命題的否定
名稱 全稱量詞命題 存在量詞命題
結構 對M中任意一個x,p(x)成立 存在M中的元素x,p(x)成立
簡記 x∈M,p(x) x∈M,p(x)
否定 ____________ ____________
提醒 對沒有量詞的命題否定時,要結合命題的含義加上量詞,再改變量詞.
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)當p是q的充分條件時,q是p的必要條件.(  )
(2)寫全稱量詞命題的否定時,全稱量詞變為存在量詞.(  )
(3)“至少有一個三角形的內角和為π”是全稱量詞命題.(  )
(4)若已知p:x>1和q:x≥1,則p是q的充分不必要條件.(  )
2.已知命題p: x∈R,x>sin x,則p的否定為(  )
A. x∈R,x<sin x B. x∈R,x≤sin x
C. x∈R,x≤sin x  D. x∈R,x<sin x 
3..(概念辨析)(多選)下列結論正確的是(  ).
A.“x2>1”是“x>1”的充分不必要條件
B.設M N,則“x M”是“x N”的必要不充分條件
C.“a,b都是偶數”是“a+b是偶數”的充分不必要條件
D.“a>1且b>1”是“a+b>2且ab>1”的充要條件
4.“等邊三角形都是等腰三角形”的否定是    .
5.若“x>m”是“x>2”的充分不必要條件,則m的取值范圍是    .
常用結論
1.充分(必要、充要)條件與集合間的包含關系
設A={x|p(x)},B={x|q(x)}:
(1)若A B,則p是q的充分條件,q是p的必要條件;
(2)若A B,則p是q的充分不必要條件,q是p的必要不充分條件;
(3)若A=B,則p是q的充要條件.
2.命題p和 p的真假性相反,若判斷一個命題的真假有困難時,可先判斷此命題的否定的真假.
結論運用
1.(多選)下列說法正確的是(  )
A.“ac=bc”是“a=b”的充分不必要條件
B.“>”是“aC.若“x∈A”是“x∈B”的充分條件,則A B
D.“a>b>0”是“an>bn(n∈N,n≥2)”的充要條件
2.若“ x∈R,x2-ax-2a>0”是假命題,則實數a的取值范圍是    .
考向1 含量詞命題的否定及真假判定
【例1】 (1)已知命題p: x∈R,x=-1或x=2,則(  )
A. p: x∈R,x=-1且x=2 B. p: x∈R,x≠-1且x≠2
C. p: x R,x≠-1或x≠2 D. p: x R,x=-1或x=2
(2)(多選)下列命題中是存在量詞命題且為真命題的有(  ).
A.中國所有的江河都流入太平洋
B.有的四邊形既是矩形,又是菱形
C.存在x∈R,使得x2+x+1=0
D.有的數比它的倒數小
方法技巧
1.對全稱量詞命題與存在量詞命題進行否定的方法
(1)改寫量詞:全稱量詞改寫為存在量詞,存在量詞改寫為全稱量詞;
(2)否定結論:對于一般命題的否定只需直接否定結論即可.
2.全稱量詞命題與存在量詞命題真假的判斷方法
(1)全稱量詞命題:①要判斷一個全稱量詞命題是真命題,必須對限定的集合M中的每一個元素x,證明p(x)成立;②要判斷一個全稱量詞命題是假命題,只要能舉出集合M中的一個特殊值x=x0,使p(x0)不成立即可.
(2)存在量詞命題:要判斷一個存在量詞命題是真命題,只要在限定的集合M中,找到一個x=x0,使p(x0)成立即可,否則這一存在量詞命題就是假命題.
考向2 含量詞的命題的應用
【例2】 已知命題“ x∈R,使ax2-x+1≤0”是假命題,則實數a的取值范圍是(  )
A.(-,0)  B.(0,)
C.(,+∞)  D.(1,+∞)
方法技巧
由命題的真假求參數的方法
(1)全稱量詞命題可轉化為恒成立問題;
(2)存在量詞命題可轉化為存在性問題;
(3)全稱量詞、存在量詞命題假可轉化為它的否定命題真.
跟蹤訓練
1.(多選)若“xk+3”是“-4A.-8 B.-5 C.1 D.4
2.若命題“ x∈(-1,3),x2-2x-a≤0”為真命題,則實數a可取的最小整數值是(  )
A.-1   B.2
C.0   D.2
【例3】 (1)設x∈R,則“x2-5x<0”是“|x-1|<1”的(  )
A.充要條件 B.必要不充分條件
C.充分不必要條件 D.既不充分也不必要條件
(2)(多選)對任意實數a,b,c,下列命題為真命題的是(  ).
A.“a<5”是“a<3”的必要條件
B.“a+5是無理數”是“a是無理數”的充要條件
C.“a=b”是“ac=bc”的充要條件
D.“a≥2且b≥2”是“a2+b2≥4”的充分不必要條件
方法技巧
充分條件、必要條件的兩種判定方法
(1)定義法:根據p q,q p進行判斷,適用于定義、定理判斷性問題;
(2)集合法:根據p,q對應的集合之間的包含關系進行判斷,多適用于條件中涉及參數范圍的推斷問題.
跟蹤訓練
1.已知a,b都是實數,那么“方程x2+y2-2x-2by+b2-a=0表示圓”是“a>2”的(  )
A.充要條件 B.充分不必要條件
C.必要不充分條件 D.既不充分也不必要條件
2.(多選)若p:x2+x-6=0是q:ax+1=0的必要不充分條件,則實數a的值為(  ).
A.2 B.- C. D.3
【例4】 已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要條件,則m的取值范圍為    .
變式
本例中條件“若x∈P是x∈S的必要條件”變為“x∈P是x∈S的充分不必要條件”,其他條件不變,求實數m的取值范圍.
方法技巧
應用充分、必要條件求解參數范圍的方法
(1)把充分條件、必要條件或充要條件轉化為集合之間的關系,然后根據集合之間的關系列出關于參數的不等式(不等式組)求解;
(2)要注意區間端點值的檢驗.尤其是利用兩個集合之間的關系求解參數的取值范圍時,不等式是否能夠取等號取決于端點值的取舍,處理不當容易出現漏解或增解的現象.
跟蹤訓練
設p:1<x<2;q:(x-a)(x-1)≤0.若p是q的充分不必要條件,則實數a的取值范圍是    .
答案
第二節 常用邏輯用語
1.通過對典型數學命題的梳理,理解必要條件、充分條件與充要條件的意義,理解定義、判定定理、性質定理與充要條件、充分條件、必要條件的關系.
2.通過已知的數學實例,理解全稱量詞與存在量詞的意義.
3.能正確地對含有一個量詞的命題進行否定.
1.充分條件與必要條件
命題真假 “若p,則q”為真命題 “若p,則q”為假命題 “若p,則q”和“若q,則p”都是真命題
推出關系 p   q p  q p   q
條件關系 p是q的 充分 條件,q是p的 必要 條件 p不是q的 充分 條件,q不是p的 必要 條件 p是q的 充分必要 條件,簡稱 充要 條件
提醒 (1)A是B的充分不必要條件 A B且BA;(2)A的充分不必要條件是B B A且AB.
2.全稱量詞和存在量詞
類別 全稱量詞 存在量詞
量詞 所有的、任意一個 存在一個、至少有一個
符號
命題 含有 全稱量詞 的命題叫做全稱量詞命題 含有 存在量詞 的命題叫做存在量詞命題
類別 全稱量詞 存在量詞
命題 形式 “對M中任意一個x,p(x)成立”,可用符號簡記為“  x∈M,p(x) ” “存在M中的元素x,p(x)成立”,可用符號簡記為“  x∈M,p(x) ”
3.全稱量詞命題和存在量詞命題的否定
名稱 全稱量詞命題 存在量詞命題
結構 對M中任意一個x,p(x)成立 存在M中的元素x,p(x)成立
簡記 x∈M,p(x) x∈M,p(x)
否定 x∈M, p(x) x∈M, p(x)
提醒 對沒有量詞的命題否定時,要結合命題的含義加上量詞,再改變量詞.
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)當p是q的充分條件時,q是p的必要條件.( √ )
(2)寫全稱量詞命題的否定時,全稱量詞變為存在量詞.( √ )
(3)“至少有一個三角形的內角和為π”是全稱量詞命題.( × )
(4)若已知p:x>1和q:x≥1,則p是q的充分不必要條件.( √ )
2.已知命題p: x∈R,x>sin x,則p的否定為(  )
A. x∈R,x<sin x  B. x∈R,x≤sin x
C. x∈R,x≤sin x  D. x∈R,x<sin x
解析:C 對全稱量詞命題的否定既要否定量詞又要否定結論,p: x∈R,x>sin x,則p的否定為: x∈R,x≤sin x.故選C.
3.(概念辨析)(多選)下列結論正確的是(  ).
A.“x2>1”是“x>1”的充分不必要條件
B.設M N,則“x M”是“x N”的必要不充分條件
C.“a,b都是偶數”是“a+b是偶數”的充分不必要條件
D.“a>1且b>1”是“a+b>2且ab>1”的充要條件
解析 對于選項A,x2>1 / x>1,x>1 x2>1,所以“x2>1”是“x>1”的必要不充分條件,故A錯誤;
對于選項B,由M N得 RN RM,則x N x M,x M / x N,所以“x M”是“x N”的必要不充分條件,故B正確;
對于選項C,由“a,b都是偶數”可以得到“a+b是偶數”,但是當a+b是偶數時,a,b可能都是奇數,所以“a,b都是偶數”是“a+b是偶數”的充分不必要條件,故C正確;
對于選項D,“a>1且b>1” “a+b>2且ab>1”,而由“a+b>2且ab>1” / “a>1且b>1”,比如a=3,b=, 所以“a>1且b>1”是“a+b>2且ab>1”的充分不必要條件,故D錯誤.
4.“等邊三角形都是等腰三角形”的否定是 存在一個等邊三角形,它不是等腰三角形 .
解析:全稱量詞命題的否定是存在量詞命題.故命題的否定是存在一個等邊三角形,它不是等腰三角形.
5.若“x>m”是“x>2”的充分不必要條件,則m的取值范圍是 (2,+∞) .
解析:因為“x>m”是“x>2”的充分不必要條件,所以(m,+∞)是(2,+∞)的真子集,由圖可知m>2.
常用結論
1.充分(必要、充要)條件與集合間的包含關系
設A={x|p(x)},B={x|q(x)}:
(1)若A B,則p是q的充分條件,q是p的必要條件;
(2)若A B,則p是q的充分不必要條件,q是p的必要不充分條件;
(3)若A=B,則p是q的充要條件.
2.命題p和 p的真假性相反,若判斷一個命題的真假有困難時,可先判斷此命題的否定的真假.
結論運用
1.(多選)下列說法正確的是(  )
A.“ac=bc”是“a=b”的充分不必要條件
B.“>”是“aC.若“x∈A”是“x∈B”的充分條件,則A B
D.“a>b>0”是“an>bn(n∈N,n≥2)”的充要條件
解析:c=0時,由ac=bc不能得出a=b,A錯;>與a,但不滿足a,∴“>”是“ab>0能得出an>bn,當a=-4,b=-2時,a2>b2,但aD錯.故選B.C
2.若“ x∈R,x2-ax-2a>0”是假命題,則實數a的取值范圍是 (-∞,-8]∪[0,+∞) .
解析:由結論2得 x∈R,x2-ax-2a≤0為真命題,所以Δ=a2+8a≥0,解得a∈(-∞,-8]∪[0,+∞).
  
考向1 含量詞命題的否定及真假判定
【例1】(1)已知命題p: x∈R,x=-1或x=2,則(  )
A. p: x∈R,x=-1且x=2
B. p: x∈R,x≠-1且x≠2
C. p: x R,x≠-1或x≠2
D. p: x R,x=-1或x=2
(2)(多選)下列命題中是存在量詞命題且為真命題的有(  ).
A.中國所有的江河都流入太平洋
B.有的四邊形既是矩形,又是菱形
C.存在x∈R,使得x2+x+1=0
D.有的數比它的倒數小
答案:(1)B  (2)B D
解析:(1)注意“x=-1或x=2”的否定是“x≠-1且x≠2”,所以命題p的否定是“ x∈R,x≠-1且x≠2”.
(2)對于A,中國所有的江河都流入太平洋是全稱量詞命題,故A錯誤;對于B,有的四邊形既是矩形,又是菱形是存在量詞命題且為真命題,比如正方形,故B正確;對于C,存在x∈R,有x2+x+1=0是存在量詞命題且為假命題,因為x2+x+1=+>0恒成立,故C錯誤;對于D,有的數比它的倒數小是存在量詞命題且為真命題,比如,故D正確.
方法技巧
1.對全稱量詞命題與存在量詞命題進行否定的方法
(1)改寫量詞:全稱量詞改寫為存在量詞,存在量詞改寫為全稱量詞;
(2)否定結論:對于一般命題的否定只需直接否定結論即可.
2.全稱量詞命題與存在量詞命題真假的判斷方法
(1)全稱量詞命題:①要判斷一個全稱量詞命題是真命題,必須對限定的集合M中的每一個元素x,證明p(x)成立;②要判斷一個全稱量詞命題是假命題,只要能舉出集合M中的一個特殊值x=x0,使p(x0)不成立即可.
(2)存在量詞命題:要判斷一個存在量詞命題是真命題,只要在限定的集合M中,找到一個x=x0,使p(x0)成立即可,否則這一存在量詞命題就是假命題.
考向2 含量詞的命題的應用
【例2】 已知命題“ x∈R,使ax2-x+1≤0”是假命題,則實數a的取值范圍是(  )
A.(-,0)  B.(0,)
C.(,+∞)  D.(1,+∞)
解析:C 因為命題“ x∈R,使ax2-x+2≤0”是假命題,所以命題“ x∈R,ax2-x+1>0”是真命題,當a=0時,得x<1,不符合題意;當a≠0時,得解得a>.
方法技巧
由命題的真假求參數的方法
(1)全稱量詞命題可轉化為恒成立問題;
(2)存在量詞命題可轉化為存在性問題;
(3)全稱量詞、存在量詞命題假可轉化為它的否定命題真.
跟蹤訓練
1.(多選)若“xk+3”是“-4A.-8 B.-5 C.1 D.4
解析 若“xk+3”是“-4k+3} {x|-42.若命題“ x∈(-1,3),x2-2x-a≤0”為真命題,則實數a可取的最小整數值是(  )
A.-1  B.1
C.0 D.2
解析:A 由題意, x∈(-1,3),a≥x2-2x,令h(x)=x2-2x,因為函數h(x)=x2-2x在(-1,1)上單調遞減,在(1,3)上單調遞增,所以h(x)min=h(1)=1-2=-1,所以a≥-1.所以實數a可取的最小整數值是-1.
【例3】(1)設x∈R,則“|x-1|<1”是“x2-5x<0”的(  )
A.充要條件
B.必要不充分條件
C.充分不必要條件
D.既不充分也不必要條件
(2)(多選)對任意實數a,b,c,下列命題為真命題的是(  ).
A.“a<5”是“a<3”的必要條件
B.“a+5是無理數”是“a是無理數”的充要條件
C.“a=b”是“ac=bc”的充要條件
D.“a≥2且b≥2”是“a2+b2≥4”的充分不必要條件
答案:(1)B (2)ABD
解析:(1)不等式x2-5x<0的解集A={x|0<x<5},由|x-1|<1得-1<x-1<1,其解集B={x|0<x<2},則集合B是A的真子集,所以“x2-5x<0”是“|x-1|<1”的必要不充分條件,故選B.
(2))對于A,因為a<5表示的范圍包含a<3表示的范圍,所以“a<5”是“a<3”的必要條件,故A正確.對于B,a+5是無理數,則a是無理數,反之也成立,所以“a+5是無理數”是“a是無理數”的充要條件,故B正確.對于C,若a=b,則ac=bc,正確;取c=0,a=1,b=2,則ac=bc=0,但是a≠b,所以“a=b”是“ac=bc”的充分不必要條件,故C錯誤.對于D,若a≥2且b≥2,由不等式的性質可知a2≥4,b2≥4,則a2+b2≥8≥4成立;取a=-2,b=1,a2+b2=5≥4成立,顯然a≥2不成立,b≥2也不成立,所以“a≥2且b≥2”是“a2+b2≥4”的充分不必要條件,故D正確.
方法技巧
充分條件、必要條件的兩種判定方法
(1)定義法:根據p q,q p進行判斷,適用于定義、定理判斷性問題;
(2)集合法:根據p,q對應的集合之間的包含關系進行判斷,多適用于條件中涉及參數范圍的推斷問題.
跟蹤訓練
1.已知a,b都是實數,那么“方程x2+y2-2x-2by+b2-a=0表示圓”是“a>2”的(  )
A.充要條件  B.充分不必要條件
C.必要不充分條件  D.既不充分也不必要條件
解析:B 方程x2+y2-2x-2by+b2-a=0表示圓 方程(x-1)2+(y-b)2=a+1表示圓 a+1>0 a>-1.由a>2能推出a>-1,但是a>-1推不出a>2,故“a>2”是“方程x2+y2-2x-2by+b2-a=0表示圓”的充分不必要條件.
2.(多選)若p:x2+x-6=0是q:ax+1=0的必要不充分條件,則實數a的值為(  ).
A.2 B.- C. D.3
解析:由x2+x-6=0,可得x=2或x=-3.對于方程ax+1=0,當a=0時,方程ax+1=0無解;當a≠0時,解方程ax+1=0,可得x=-.由題意知p / q,q p,則可得a≠0,此時應有-=2或-=-3,解得a=-或a=.綜上可得,a=-或a=.故選BC
【例4】 已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要條件,則m的取值范圍為 [0,3] .
解析:由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,∴P={x|-2≤x≤10}.∵x∈P是x∈S的必要條件,則S P,∴解得0≤m≤3,故0≤m≤3時,x∈P是x∈S的必要條件.
變式
本例中條件“若x∈P是x∈S的必要條件”變為“x∈P是x∈S的充分不必要條件”,其他條件不變,求實數m的取值范圍.
解:由例題知P={x|-2≤x≤10}.∵x∈P是x∈S的充分不必要條件,∴P S.∴[-2,10] [1-m,1+m].∴或∴m≥9,則m的取值范圍是[9,+∞).
方法技巧
應用充分、必要條件求解參數范圍的方法
(1)把充分條件、必要條件或充要條件轉化為集合之間的關系,然后根據集合之間的關系列出關于參數的不等式(不等式組)求解;
(2)要注意區間端點值的檢驗.尤其是利用兩個集合之間的關系求解參數的取值范圍時,不等式是否能夠取等號取決于端點值的取舍,處理不當容易出現漏解或增解的現象.
跟蹤訓練
 設p:1<x<2;q:(x-a)(x-1)≤0.若p是q的充分不必要條件,則實數a的取值范圍是 [2,+∞) .
解析:由題意知{x|1<x<2} {x|(x-a)(x-1)≤0},則a>1,即{x|1<x<2} {x|1≤x≤a},從而a≥2.
4 / 4第三節 等式性質與不等式性質
1.回顧等式的性質.
2.理解不等式的概念,掌握不等式的性質.
3.會比較兩個數(式)的大小.
1.比較實數的大小
(1)文字敘述:如果a-b是正數,那么a  b;如果a-b等于0,那么a    b;如果a-b是負數,那么a    b.反過來也成立;
(2)符號表示:a-b>0 a    b;a-b=0 a    b;a-b<0 a    b.
2.等式的基本性質
(1)對稱性:如果a=b,那么b=a;
(2)傳遞性:如果a=b,b=c,那么a=c;
(3)可加性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的基本性質
(1)對稱性:a>b b<a;
(2)傳遞性: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,c<0 ac    bc;a>b>0,c>d>0 ac>bd;
(5)可乘方性:a>b>0 an>bn(n∈N,n≥2);
(6)可開方性:a>b>0 > (n∈N,n≥2).
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)a=b ac=bc.(  )
(2)若>1,則a>b.(  )
(3)若a>b,則ac2>bc2.(  )
(4)兩個實數a,b之間,有且只有a>b,a=b,a<b三種關系中的一種.(  )
2.(多選)下面結論不正確的有(  ).
A.若>1,則b>a
B.若a>b,則a2>b2
C.若a>b,cb-d
D.若a>b,c>d,則ac>bd
3.設a,b,c∈R,且a>b,則下列不等式成立的是(  )
A.< B.ac>bc
C.a2>b2  D.a+c>b+c
4.比較兩數的大小:+   +.
5.已知-1<a<2,-3<b<5,則a-b的取值范圍為    .
常用結論
1.倒數性質:(1)a>b,ab>0 <;(2)a<0<b <;(3)a>b>0,d>c>0 >.
2.分數性質:若a>b>0,m>0,則(1)真分數性質:<;>(b-m>0);(2)假分數性質:>;<(b-m>0).
結論運用
(多選)下列命題中正確的是(  )
A.若a<b,則ac2<bc2 B.若b>a>0,則>
C.若a>b,c>d,則a-c>b-d D.若ab<0,a>b,則>
【典例1】 (1)已知0<a<,且M=+,N=+,則M,N的大小關系是(  )
A.M>N  B.M=N
C.M<N  D.不能確定
(2)若a=,b=,則a    b(填“>”或“<”).
方法技巧
比較大小的常用方法
(1)作差法:①作差;②變形;③定號;④得出結論.
(2)作商法:①作商;②變形;③判斷商與1的大小關系;④得出結論.
跟蹤訓練
若a<0,b<0,則p=+與q=a+b的大小關系為(  )
A.p≥q  B.p≤q
C.p>q  D.p<q
【典例2】 (多選)若a>0>b>-a,c<d<0,則下列結論正確的是(  )
A.ad>bc B.+<0
C.a-c>b-d D.a(d-c)>b(d-c)
方法技巧
利用不等式的性質判斷不等式的方法
(1)直接利用不等式的性質逐個驗證,利用不等式的性質判斷不等式是否成立時要特別注意前提條件;
(2)特殊值法:注意取值一定要遵循三個原則:一是滿足題設條件;二是取值要簡單,便于驗證計算;三是所取的值要有代表性.
跟蹤訓練
 (多選)已知a,b∈R,則下列選項中能使<成立的是(  )
A.b>a>0  B.a>b>0
C.b<0<a  D.b<a<0
【典例3】 (必修第一冊第43頁5題改編)已知2<a<3,-1<b<5,則a+2b的取值范圍是    ,ab的取值范圍是    .
變式
若本例條件變為1<a+b<3,0<a-b<2,則a+2b的取值范圍是    .
方法技巧
  利用不等式性質可以求某些代數式的范圍,但應注意兩點:一是必須嚴格運用不等式的性質;二是在多次運用不等式的性質時有可能擴大了變量的范圍.解決的途徑是先確立所求范圍的整體與已知范圍的整體的數量關系,最后通過“一次性”不等關系運算求解.
跟蹤訓練
已知a>b>c,2a+b+c=0,則的取值范圍是    .
答案
第三節 等式性質與不等式性質
1.回顧等式的性質.
2.理解不等式的概念,掌握不等式的性質.
3.會比較兩個數(式)的大小.
  
1.比較實數的大小
(1)文字敘述:如果a-b是正數,那么a > b;如果a-b等于0,那么a = b;如果a-b是負數,那么a < b.反過來也成立;
(2)符號表示:a-b>0 a > b;a-b=0 a = b;a-b<0 a < b.
2.等式的基本性質
(1)對稱性:如果a=b,那么b=a;
(2)傳遞性:如果a=b,b=c,那么a=c;
(3)可加性:如果a=b,那么a±c=b±c;
(4)可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
(5)可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
3.不等式的基本性質
(1)對稱性:a>b b<a;
(2)傳遞性: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,c<0 ac < bc;a>b>0,c>d>0 ac>bd;
(5)可乘方性:a>b>0 an>bn(n∈N,n≥2);
(6)可開方性:a>b>0 > (n∈N,n≥2).
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)a=b ac=bc.( × )
(2)若>1,則a>b.( × )
(3)若a>b,則ac2>bc2.( × )
(4)兩個實數a,b之間,有且只有a>b,a=b,a<b三種關系中的一種.( √ )
2.(多選)下面結論不正確的有(  ).
A.若>1,則b>a
B.若a>b,則a2>b2
C.若a>b,cb-d
D.若a>b,c>d,則ac>bd
答案 ABD
3.設a,b,c∈R,且a>b,則下列不等式成立的是(  )
A..<  Bac>bc
C.a2>b2  D.a+c>b+c
解析:D 對于選項A,當c≤0時,不等式ac>bc不成立,故A不正確.對于選項B,當a>0,b<0時,不等式<不成立,故B不正確.對于選項C,當a=-1,b=-2時,不等式a2>b2不成立,故C不正確.選項D正確,
故選D.
4.比較兩數的大小:+ > +.
解析:因為(+)2=17+2,(+)2=17+2,所以(+)2>(+)2,所以+>+.
5.已知-1<a<2,-3<b<5,則a-b的取值范圍為 (-6,5) .
解析:∵-3<b<5,∴-5<-b<3,又-1<a<2,∴-6<a-b<5.
常用結論
1.倒數性質:(1)a>b,ab>0 <;(2)a<0<b <;(3)a>b>0,d>c>0 >.
2.分數性質:若a>b>0,m>0,則(1)真分數性質:<;>(b-m>0);(2)假分數性質:>;
<(b-m>0).
結論運用
(多選)下列命題中正確的是(  )
A.若a<b,則ac2<bc2
B.若b>a>0,則>
C.若a>b,c>d,則a-c>b-d
D.若ab<0,a>b,則>
解析:BD A中,當c=0時不成立,故A不正確;B中,由真分數性質知B正確;C中,因為a>b,(-c)<(-d),不滿足不等式的同向可加性,故C不正確;D中,因為ab<0,所以a,b異號,所以當a>b時a>0且b<0,>,故D正確.綜上可知B、D正確.
【例1】 (1)已知0<a<,且M=+,N=+,則M,N的大小關系是( A )
A.M>N  B.M=N
C.M<N  D.不能確定
(2)若a=,b=,則a < b(填“>”或“<”).
解析:(1)∵0<a<,∴1+a>0,1+b>0,1-ab>0.∴M-N=+=>0,∴M>N.故選A.
(2)易知a,b都是正數,==log89>1,所以b>a.
方法技巧
比較大小的常用方法
(1)作差法:①作差;②變形;③定號;④得出結論.
(2)作商法:①作商;②變形;③判斷商與1的大小關系;④得出結論.
跟蹤訓練
若a<0,b<0,則p=+與q=a+b的大小關系為(  )
A.p≥q B.p≤q
C.p>q  D.p<q
解析:B p-q=+-a-b=+=(b2-a2)·(-)==,∵a<0,b<0,∴a+b<0,ab>0.若a=b,則p-q=0,故p=q;若a≠b,則p-q<0,故p<q.綜上,p≤q.故選B.
【例2】 (多選)若a>0>b>-a,c<d<0,則下列結論正確的是(  )
A.ad>bc  B.+<0
C.a-c>b-d  D.a(d-c)>b(d-c)
解析:BCD 因為a>0>b,c<d<0,所以ad<0,bc>0,所以ad<bc,故A錯誤;因為0>b>-a,所以a>-b>0,因為c<d<0,所以-c>-d>0,所以a(-c)>(-b)(-d),所以ac+bd<0,cd>0,所以=+<0,故B正確;因為c<d,所以-c>-d,因為a>b,所以a+(-c)>b+(-d),即a-c>b-d,故C正確;因為a>0>b,d-c>0,所以a(d-c)>b(d-c),故D正確.
方法技巧
利用不等式的性質判斷不等式的方法
(1)直接利用不等式的性質逐個驗證,利用不等式的性質判斷不等式是否成立時要特別注意前提條件;
(2)特殊值法:注意取值一定要遵循三個原則:一是滿足題設條件;二是取值要簡單,便于驗證計算;三是所取的值要有代表性.
跟蹤訓練
 (多選)已知a,b∈R,則下列選項中能使<成立的是(  )
A.b>a>0  B.a>b>0
C.b<0<a  D.b<a<0
解析:BD 對于A,由b>a>0可得>>0,A錯誤;對于B,由a>b>0可得>>0,B正確;對于C,由b<0<a可得>0>,C錯誤;對于D,由b<a<0可得0>>,D正確.故選B、D.
【例3】 (必修第一冊第43頁5題改編)已知2<a<3,-1<b<5,則a+2b的取值范圍是 (0,13) ,ab的取值范圍是 (-3,15) .
解析:∵2<a<3,-1<b<5,∴-2<2b<10,∴0<a+2b<13,當-1<b<0時,0<-b<1,∴0<-ab<3,則-3<ab<0,當0<b<5時,0<ab<15,當b=0時,ab=0,綜上,-3<ab<15.
變式
若本例條件變為1<a+b<3,0<a-b<2,則a+2b的取值范圍是 (,) .
解析:設a+2b=x(a+b)+y(a-b),則a+2b=(x+y)a+(x-y)b,即解得即a+2b=(a+b)-(a-b),由1<a+b<3,則<(a+b)<,由0<a-b<2,則-2<-(a-b)<0,-1<-(a-b)<0,故<(a+b)-(a-b)<.
方法技巧
  利用不等式性質可以求某些代數式的范圍,但應注意兩點:一是必須嚴格運用不等式的性質;二是在多次運用不等式的性質時有可能擴大了變量的范圍.解決的途徑是先確立所求范圍的整體與已知范圍的整體的數量關系,最后通過“一次性”不等關系運算求解.
跟蹤訓練
已知a>b>c,2a+b+c=0,則的取值范圍是 (-3,-1) .
解析:因為a>b>c,2a+b+c=0,所以a>0,c<0,b=-2a-c,因為a>b>c,所以-2a-c<a,即3a>-c,解得>-3,將b=-2a-c代入b>c中,得-2a-c>c,即a<-c,得<-1,所以-3<<-1.
3 / 3第四節 基本不等式
1.掌握基本不等式≤(a,b≥0)
2.結合具體實例,能用基本不等式解決簡單的最大值或最小值問題.
1.基本不等式≤
(1)基本不等式成立的條件是      ;
(2)等號成立的條件是:當且僅當     時取等號;
(3)其中叫做正數a,b的    平均數,叫做正數a,b的    平均數.
提醒 應用基本不等式求最值要注意:“一定,二正,三相等”,忽略某個條件,就會出錯.
2.基本不等式與最值
已知x>0,y>0,則
(1)如果xy是定值p,那么當且僅當x=y時,x+y有最小值是2(簡記:積定和最小);
(2)如果x+y是定值q,那么當且僅當x=y時,xy有最大值是(簡記:和定積最大).
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)函數y=x+的最小值是2.(  )
(2)x>0且y>0是+≥2的充要條件.(  )
(3)兩個不等式a2+b2≥2ab與≥成立的條件是相同的.(  )
2.設a>0,則4a+的最小值為(  )
A.4  B.5
C.6  D.7
3.(多選)下面結論不正確的有(  ).
A.不等式a2+b2≥2ab與≥成立的條件是相同的
B.函數y=|x|+的最小值是2
C.函數f(x)=sinx+的最小值為4
D.“x>0且y>0”是“+≥2”的充要條件
4.函數y=x(4-x)的最大值為    .
5.函數y=x+(x≥0)的最小值為    .
常用結論
1.+≥2(a,b同號).
2.ab≤()2(a,b∈R).
3.≥()2(a,b∈R).
4.≥≥>0(a>0,b>0).
結論運用
1.若x>0,y>0,且x+y=18,則的最大值為(  )
A.9  B.18
C.36  D.81
2.函數f(x)=(x>0)的最小值是    
A.2  B.3
C.4  D.5
法1 配湊法
【典例1】 (1)設0<x<4,則y=3x(8-2x)的最大值為    ;
(2)函數f(x)=的最小值為    .
方法技巧
配湊法求最值的實質及關鍵點
  配湊法就是將相關代數式進行適當的變形,通過添項、拆項等方法湊成和為定值或積為定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方法.配湊法的實質是代數式的靈活變形,拼系數、湊常數是關鍵.
法2 常數代換法
【典例2】(1)已知a>0,b>0,a+b=1,則+的最小值為    .
(2)知非負實數x,y滿足+=1,則x+y的最小值為(  ).
A. B. C. D.
方法技巧
常數代換法求最值的基本步驟
(1)根據已知條件或其變形確定定值(常數);
(2)把確定的定值(常數)變形為1;
(3)把“1”的表達式與所求最值的表達式相乘或相除,進而構造和或積為定值的形式;
(4)利用基本不等式求最值.
法3 消元法
【典例3】 (必修第一冊第58頁5題改編)已知a>0,b>0,ab=a+b+3,則a+b的最小值為    .
變式
已知x>2,y>1,xy-x-2y=2,則x+y的最小值是(  )
A.1  B.4
C.7  D.3+
方法技巧
消元法求最值的思路
當所求最值的代數式中的變量比較多時,通常是考慮利用已知條件消去部分變量后,湊出“和為常數”或“積為常數”,最后利用基本不等式求最值.
跟蹤訓練
1.(多選)已知x>0,y>0,且x+y+xy-3=0,則下列結論正確的是(  ).
A.xy的取值范圍是(0,9]
B.x+y的取值范圍是[2,3)
C.x+2y的最小值是4-3
D.x+4y的最小值是3
2.若a>0,b>0,且a+2b-4=0,則ab的最大值為    ,+的最小值為    .
【典例4】 (2024·紹興質檢)若兩個正實數x,y滿足+=1,且不等式x+<m2-3m有解,則實數m的取值范圍是(  )
A.(-4,1) B.(-∞,0)∪(3,+∞)
C.(-∞,-1)∪(4,+∞) D.(-1,4)
方法技巧
利用基本不等式解題的策略
(1)應用基本不等式判斷不等式是否成立:對所給不等式(或式子)變形,然后利用基本不等式求解;
(2)條件不等式的最值問題:通過條件轉化成能利用基本不等式的形式求解;
(3)求參數的值或范圍:觀察題目特點,利用基本不等式確定相關成立條件,從而求得參數的值或范圍.
跟蹤訓練
 若對任意正數x,不等式≤恒成立,則實數a的取值范圍為(  )
A.[1,+∞)  B.[-,+∞)
C.[,+∞)  D.[,+∞)
【典例5】 單位時間內通過道路上指定斷面的車輛數被稱為“道路容量”,與道路設施、交通服務、環境、氣候等諸多條件相關.假設某條道路一小時通過的車輛數N滿足關系N=,其中d0為安全距離,v為車速(m/s).當安全距離d0取30 m時,該道路一小時“道路容量”的最大值約為(  )
A.131  B.149
C.150  D.145
方法技巧
利用基本不等式解決實際問題的策略
(1)根據實際問題抽象出函數的解析式,再利用基本不等式求得函數的最值;
(2)解應用題時,一定要注意變量的實際意義及其取值范圍;
(3)在應用基本不等式求函數最值時,若等號取不到,可利用函數的單調性求解.
跟蹤訓練
港珠澳大橋通車后,經常往來于珠港澳三地的劉先生采用自駕出行.由于燃油的價格有升也有降,現劉先生有兩種加油方案,第一種方案:每次均加30升的燃油;第二種方案:每次加200元的燃油,則下列說法正確的是(  )
A..兩種方案一樣  B.第二種方案劃算
C第一種方案劃算  D.無法確定
答案
第四節 基本不等式
1.掌握基本不等式≤(a,b≥0).
2.結合具體實例,能用基本不等式解決簡單的最大值或最小值問題.
1.基本不等式≤
(1)基本不等式成立的條件是 a>0,b>0 ;
(2)等號成立的條件是:當且僅當 a=b 時取等號;
(3)其中叫做正數a,b的 算術 平均數,叫做正數a,b的 幾何 平均數.
提醒 應用基本不等式求最值要注意:“一定,二正,三相等”,忽略某個條件,就會出錯.
2.基本不等式與最值
已知x>0,y>0,則
(1)如果xy是定值p,那么當且僅當x=y時,x+y有最小值是2(簡記:積定和最小);
(2)如果x+y是定值q,那么當且僅當x=y時,xy有最大值是(簡記:和定積最大).
1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)函數y=x+的最小值是2.( × )
(2)x>0且y>0是+≥2的充要條件.( × )
(3)兩個不等式a2+b2≥2ab與≥成立的條件是相同的.( × )
2.設a>0,則4a+的最小值為(  )
A.4  B.5
C.6  D.7
解析:A 因為a>0,所以4a+≥2 =4,當且僅當4a=,即a=時等號成立,
所以4a+的最小值為4.故選A.
3.(多選)下面結論不正確的有(  ).
A.不等式a2+b2≥2ab與≥成立的條件是相同的
B.函數y=|x|+的最小值是2
C.函數f(x)=sinx+的最小值為4
D.“x>0且y>0”是“+≥2”的充要條件
解析 對于A,使a2+b2≥2ab成立的條件是a,b∈R,而使≥成立的條件是a,b都是非負數,故A不正確;對于B,|x|+≥2=2,故B正確;對于C,sinx∈[-1,1],所以C不正確;對于D,“x>0且y>0”是“+≥2”的充分不必要條件,故D不正確.
4.函數y=x(4-x)的最大值為  .
解析:y=x(4-x)≤()2=,當且僅當x=4-x,即x=時等號成立.
5.函數y=x+(x≥0)的最小值為 1 .
解析:因為x≥0,所以x+1>0,>0,利用基本不等式得y=x+=x+1+-1≥2-1=1,當且僅當x+1=,即x=0時,等號成立.所以函數y=x+(x≥0)的最小值為1.
常用結論
1.+≥2(a,b同號).
2.ab≤()2(a,b∈R).
3.≥()2(a,b∈R).
4.≥≥>0(a>0,b>0).
結論運用
1.若x>0,y>0,且x+y=18,則的最大值為(  )
A.9  B.18
C.36  D.81
解析:A 因為x>0,y>0,且x+y=18,所以由結論4知≤=9,當且僅當x=y=9時等號成立,故的最大值為9.
2.函數f(x)=(x>0)的最小值是 4 
A.2  B.3
C.4  D.5
解析:C 由結論1知=x++2≥2+2=4,當且僅當x=1時,等號成立,故f(x)的最小值為4.故選C.
  
法1 配湊法
【典例1】 (1)設0<x<4,則y=3x(8-2x)的最大值為 24 ;
(2)設x>0,則3-3x-的最大值是(  ).
A.3 B.3-2
C.-1 D.3-2
解析:(1)y=6x(4-x)≤6()2=24,當且僅當x=4-x,即x=2時,y=3x(8-2x)有最大值24.
(2)因為x>0,所以3x+≥2=2,當且僅當x=時,等號成立,所以-≤-2,則3-3x-≤3-2.
方法技巧
配湊法求最值的實質及關鍵點
  配湊法就是將相關代數式進行適當的變形,通過添項、拆項等方法湊成和為定值或積為定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方法.配湊法的實質是代數式的靈活變形,拼系數、湊常數是關鍵.
法2 常數代換法
【典例2】(1)已知a>0,b>0,a+b=1,則+的最小值為 4 .
(2)知非負實數x,y滿足+=1,則x+y的最小值為(  ).
A. B. C. D.
解析:(1)因為a+b=1,所以+=(+)·(a+b)=2+(+)≥2+2 =2+2=4.當且僅當a=b=時,取等號.
(2)非負實數x,y滿足+=1,有3x+y>0,2y+2>0,則x+y=[(3x+y)+(2y+2)]-=[(3x+y)+(2y+2)]-=-≥·2=,當且僅當=,即3x+y=2y+2時取“=”,由3x+y=2y+2,+=1,得x=,y=0,所以當x=,y=0時,x+y的最小值為.
方法技巧
常數代換法求最值的基本步驟
(1)根據已知條件或其變形確定定值(常數);
(2)把確定的定值(常數)變形為1;
(3)把“1”的表達式與所求最值的表達式相乘或相除,進而構造和或積為定值的形式;
(4)利用基本不等式求最值.
法3 消元法
【典例3】 (必修第一冊第58頁5題改編)已知a>0,b>0,ab=a+b+3,則a+b的最小值為 6 .
解析:法一 ∵a>0,b>0,ab=a+b+3,∴a=且b-1>0,∴a+b=+b=1++b=+b-1+2≥2+2=6,當且僅當=b-1,即a=b=3時取得最小值.
法二 由ab=a+b+3,可得(a-1)(b-1)=4,又a>0,b>0,所以a>1,b>1,所以a+b=(a-1)+(b-1)+2≥2+2=6,當且僅當a=b=3時取得最小值.
法三 因為ab=a+b+3≤(a+b)2,故可得(a+b)2-4(a+b)-12≥0,即(a+b-6)(a+b+2)≥0,解得a+b≥6或a+b≤-2,又因為a>0,b>0,故a+b≥6(當且僅當a=b=3時取得最小值).
變式
已知x>2,y>1,xy-x-2y=2,則x+y的最小值是(  )
A.1  B.4
C.7  D.3+
解析:C 由x>2,y>1,xy-x-2y=2,得(x-2)·(y-1)=4,所以x+y=(x-2)+(y-1)+3≥2+3=7,當且僅當時,等號成立.
方法技巧
消元法求最值的思路
  當所求最值的代數式中的變量比較多時,通常是考慮利用已知條件消去部分變量后,湊出“和為常數”或“積為常數”,最后利用基本不等式求最值.
跟蹤訓練
1.(多選)已知x>0,y>0,且x+y+xy-3=0,則下列結論正確的是(  ).
A.xy的取值范圍是(0,9]
B.x+y的取值范圍是[2,3)
C.x+2y的最小值是4-3
D.x+4y的最小值是3
解析:對于A,因為x>0,y>0,所以x+y≥2,當且僅當x=y時取等號,由x+y+xy-3=0,得3-xy=x+y,即3-xy≥2,解得0<≤1,即0對于B, 由x>0,y>0,3-(x+y)=xy≤,當且僅當x=y時取等號,得(x+y)2+4(x+y)-12≥0,所以x+y≥2,又3-(x+y)=xy>0,所以x+y<3,即2≤x+y<3,故B正確;
對于C,因為x>0,y>0,x+y+xy-3=0,得x==-1+,所以x+2y=-1++2y=+2(y+1)-3≥4-3,當且僅當=2(y+1),即y=-1時等號成立,C正確;
對于D,由C選項知x==-1+,則x+4y=-1++4y=+4(y+1)-5 ≥2-5=3,當且僅當=4(y+1),即y=0時等號成立,但y>0,所以x+4y>3(等號取不到),故D錯誤.
2.若a>0,b>0,且a+2b-4=0,則ab的最大值為 2 ,+的最小值為  .
解析:∵a>0,b>0,且a+2b-4=0,∴a+2b=4,∴ab=a·2b≤×()2=2,當且僅當a=2b,即a=2,b=1時等號成立,∴ab的最大值為2.∵+=(+)·=(5++)≥·(5+2)=,當且僅當a=b時等號成立,∴+的最小值為.
【典例4】 (2024·紹興質檢)若兩個正實數x,y滿足+=1,且不等式x+<m2-3m有解,則實數m的取值范圍是(  )
A.(-4,1)
B.(-∞,0)∪(3,+∞)
C.(-∞,-1)∪(4,+∞)
D.(-1,4)
解析:C 因為兩個正實數x,y滿足+=1,所以x+=(x+)(+)=2++≥2+2=4,當且僅當=,即x=2,y=8時取等號,因為不等式x+<m2-3m有解,所以m2-3m大于x+的最小值,即m2-3m>4,解得m<-1或m>4,即實數m的取值范圍是(-∞,-1)∪(4,+∞),故選C.
方法技巧
利用基本不等式解題的策略
(1)應用基本不等式判斷不等式是否成立:對所給不等式(或式子)變形,然后利用基本不等式求解;
(2)條件不等式的最值問題:通過條件轉化成能利用基本不等式的形式求解;
(3)求參數的值或范圍:觀察題目特點,利用基本不等式確定相關成立條件,從而求得參數的值或范圍.
跟蹤訓練
 若對任意正數x,不等式≤恒成立,則實數a的取值范圍為(  )
A.[1,+∞)  B.[-,+∞)
C.[,+∞)  D.[,+∞)
解析:B 依題意得,當x>0時,2a+1≥=恒成立,又因為x+≥4,當且僅當x=2時取等號,所以的最大值為,所以2a+1≥,解得實數a的取值范圍為[-,+∞).故選B.
【典例5】 單位時間內通過道路上指定斷面的車輛數被稱為“道路容量”,與道路設施、交通服務、環境、氣候等諸多條件相關.假設某條道路一小時通過的車輛數N滿足關系N=,其中d0為安全距離,v為車速(m/s).當安全距離d0取30 m時,該道路一小時“道路容量”的最大值約為(  )
A.131  B.149
C.150 D.145
解析:B 由題意得,N==≤≈149,當且僅當0.3v=,即v=10時取“=”,所以該道路一小時“道路容量”的最大值約為149.故選B.
方法技巧
利用基本不等式解決實際問題的策略
(1)根據實際問題抽象出函數的解析式,再利用基本不等式求得函數的最值;
(2)解應用題時,一定要注意變量的實際意義及其取值范圍;
(3)在應用基本不等式求函數最值時,若等號取不到,可利用函數的單調性求解.
跟蹤訓練
港珠澳大橋通車后,經常往來于珠港澳三地的劉先生采用自駕出行.由于燃油的價格有升也有降,現劉先生有兩種加油方案,第一種方案:每次均加30升的燃油;第二種方案:每次加200元的燃油,則下列說法正確的是(  )
A.兩種方案一樣  B.第二種方案劃算
C.第一種方案劃算 D.無法確定
解析:B 任取其中兩次加油,假設第一次的油價為m元/升,第二次的油價為n元/升,第一種方案的均價:=≥;第二種方案的均價:=≤.所以無論油價如何變化,第二種都更劃算.故選B.
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