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文档简介

专题05基本不等式(核心考点精讲精练)

1.4年真题考点分布

4年考情

考题示例考点分析关联考点

2023年新I卷,第22题第二问,8分基本不等式求最值圆锥曲线大题综合

2022年新I卷,第18题第二问,6分基本不等式求最值正余弦定理解三角形

2022年新II卷,第12题,5分基本不等式求最值三角换元及三角函数相关性质

2021年新I卷,第5题,5分基本不等式求最值椭圆方程及其性质

2020年新I卷,第20题第二问,6分基本不等式求最值空间向量及立体几何

2020年新II卷,第12题,5分基本不等式求最值指对函数的性质及单调性

2.命题规律及备考策略

【命题规律】本节内容是新高考卷的选考内容,具体视命题情况而定,本身知识点命题可变性多,学生易

上手学习,但高考常作为压轴题考查,难度较难,分值为5分

【备考策略】L理解、掌握基本不等式及其推论,会使用应用条件:“一正,二定,三相等”

2.能正确处理常数“1”求最值

3.能用拼凑等思想合理使用基本不等式求最值

4.能熟练掌握基本不等式的应用,应用与函数和解析几何的求解过程中求最值

【命题预测】本节内容是新高考卷的常考内容,一般会结合条件等式考查拼凑思想来使用基本不等式求最

值,或者和其他版块关联,难度中等偏上。

知识讲解

1.基本不等式

a>0,石<色吆当且仅当。=匕时取等号

2

其中9a叫做正数。,人的算术平均数,

2

AK叫做正数。,匕的几何平均数

通常表达为:a+b>2y[ab(积定和最小)

应用条件:“一正,二定,三相等”

(1)基本不等式的推论1

a>0,b>Gnab+"(和定积最大)

4

当且仅当a=〃时取等号

(2)基本不等式的推论2

\/a,b^R=>a2+b2>2ab

当且仅当a=〃时取等号

(3)其他结论

诚+"2(">0).

Ic^+b2

\2一(a>0,Z?>0).

③已知a,b,x,y为正实数,

(1

(ax+by)—I—

若〃%+力=1,则有'+,=I"=a+b+^+^>a+b+2\[ab=(y[a+y/b)2.

(7A

/、4b

(x+y)—I—

若,+:=1,则有x+y=I"y)—a+b+^+^>a+b+2y[ab=(-\[a+y[b)2.

注意1.使用基本不等式求最值时,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可.

注意2.“当且仅当a=b时等号成立”的含义是“a=6”是等号成立的充要条件,这一点至关重要,忽略它往

往会导致解题错误.

注意3.连续使用基本不等式求最值,要求每次等号成立的条件一致.

考点一、直接用基本不等式求最值

☆典例引领

■■■■■■■■■■■

1.(2023・安徽滁州•安徽省定远中学校考模拟预测)已知实数。>0*>0,a+8=l,则2〃+2&的最小值为

2.(2023・湖北孝感•校联考模拟预测)|4+-](«+4赤)的最小值为.

VV即时检测

...........

31m

1.(2023・山西大同•大同市实验中学校考模拟预测)已知a>0,6>0,若不等式义+:上一守恒成立,则优的

aba+3b

最大值为.

2.(2023•浙江台州•统考模拟预测)已知实数x,y满足炉+2/一2孙=4,则U的最大值为.

考点二、巧用“1”或常数关系求最值

☆典例引领

1

1.(2023・湖北・统考二模)若正数羽y满足x+2y=2,则』y+一的最小值为()

%y

LL5

A.V2+1B.2V2+1C.2D.-

2.(2023・湖南邵阳•统考二模)若a>0,b>0,a+b=9,则型+:的最小值为_____.

ab

即时检测

12

1.(2023・重庆•统考一*模)已知a>0,。>0,2a+b=2,则—F:的最小值是__________.

ab

2.(2023•山西晋中•统考三模)设%>-1,丁>。且x+2y=l,则」^+工的最小值为.

x+1y

21

3.(2023•黑龙江哈尔滨•哈尔滨三中校考一模)已知%+y=4,且%,y>。,则--+一的最小值为______.

x-yy

4.(2023•重庆沙坪坝•重庆南开中学校考一模)若a,be(O,y),且&+金=9,贝打+变的最小值为()

ba

1

A.9B.3C.1D.-

3

考点三、变形为分式的“分母”形式求最值

典例引领

1.2023•浙江•校联考模拟预测)已知a>l,贝。。+也的最小值为()

a-Y

A.8B.9C.10D.11

Q

2.(2023•山西忻州•统考模拟预测)已知。>2,则2°+展的最小值是()

«-2

A.6B.8C.10D.12

J即时检测

41

1.(2023•黑龙江哈尔滨•哈九中校考模拟预测)已知%y都是正数,且x+y=2,则一-+—;的最小值为

x+2y+1

4

2.(2023・广东肇庆•校考模拟预测)已知%>“,若%+——的最小值大于7,写出满足条件的一个〃的值:

x-a

2Q

3.(2023•河北邯郸•统考一模)已知〃>0,b>0,且a+b=2,贝——+--的最小值是()

a+lb+1

9

A.2B.4C.-D.9

2

4.(2023・安徽蚌埠•统考三模)已知实数。>0>>,且。-6=5,则'+上的最小值为.

a+12-b

考点四、两次应用基本不等式求最值

☆典例引领

Z41

1.(2023•河北衡水・衡水市第二中学校考模拟预测)已知实数无y,z>。,满足孙+—=2,则当一+一取得最

xyz

小值时,y+z的值为()

35

A.1B.-C.2D.-

22

即时检测

1.(2023・吉林长春•统考模拟预测)若eR,">0,则+1+4的最小值为.

a2b+a2c

2.(2023•全国•模拟预测)已知〃为非零实数,b,。均为正实数,则的最大值为()

4a4+b2+c2

A1R历V2V3

rX.D.Lc.Un.

2424

考点五、条件等式变形求最值

典例引领

1.(2022年新高考全国H卷数学真题)若无,y满足d+y2一孙=i,则()

A.x+y<lB.x+y>-2

C.x2+y2<2D.x2+y2>l

2.(2020年新高考全国n卷数学真题)已知Q>0,b>0,且o+b=1,则()

A.a2+b2>-B.T-b>-

22

C.log2tz+log2Z?>-2D.>/a+4b<\/2

3.(2023•海南・海南华侨中学校考模拟预测)已知%>0,J>0,若2x+y+孙=6,则2x+y的最小值为

2.(2023•安徽马鞍山,统考二模)若〃,b,c均为正数,且满足/+3a〃+3ac+9A=18,贝U2々+36+3。的最

小值是()

A.6B.4A/6C.60D.6y/3

即时检测

1.(2023•湖北襄阳•襄阳四中校考模拟预测)若a,6,c均为正数,且满足/+2必+3℃+6历=1,则2a+2b+3c

的最小值是()

A.2B.1C.72D.2夜

2.(2023•辽宁沈阳•东北育才双语学校校考一模)若a>0,b>0,2ab+a+1b=3,则。+2b的最小值是

3.(2023•全国•模拟预测)已知a",c均为正数,且满足a+Z;+4c=2,则%也二U的最小值为

C

考点六、构造法或换元法求最值

典例引领

(12、2

1.(2023•江苏常州・常州市第三中学校考模拟预测)已知a>0,b>0,ol,a+2b=2,则一+7卜+--

\ab)c-1

的最小值为()

921

A.—B.2C.6D.—

22

117

+

2.(2023•吉林•长春^一^高校联考模拟预测)已知正实数x,y满足x+y=《,则^x+yx+2y的小值为

即时检测

1.(2023•辽宁•鞍山一中校联考模拟预测)若关于x的不等式4”尤+—1=24对任意尤>2恒成立,则正实数。

ax-2

的取值集合为.

2.(2023•山东日照,山东省日照实验高级中学校考模拟预测)已知正实数苍丫满足e2-3,+3-3x=ei+y,则

y1

一十一的最小值为.

%y

3.(2023•山东潍坊•统考模拟预测)若x>0,y>0,则1:;;广+4的最大值为.

考点七、利用基本不等式判断或证明不等式关系

☆典例引领

1.(2023•安徽蚌埠•统考模拟预测)已知实数满足a<b<c且出七<0,则下列不等关系一定正确的是

()

A.ac<beB.ab<ac

bc>bac

C.-+->2D.-+->2

cbab

2.(2023・湖南长沙•长郡中学校考一模)已知2m=3〃=6,则根,〃不可熊满足的关系是()

A.m+n>4B.mn>4

C.m2+n2<8D.(w—I)2+(H—I)2>2

即时检测

1.(多选)(2023•福建福州•福建省福州第一中学校考模拟预测)已知a,6eR,则下列不等式成立的是()

A.山疝B.史±<,@?

22寸2

c.lab<Q+bD.ab<a+b

a+b22

2.(多选)(2023•河北唐山・开滦第二中学校考模拟预测)已知6<。<0,则下列不等式正确的是()

A.b2>abB.ClH—---

ba

baAc21721

C.-+->2D.a+—<b+—

abab

考点八、基本不等式的实际应用问题

☆典例引领

1.(2023・江苏常州•校考一模)甲、乙两名司机的加油习惯有所不同,甲每次加油都说“师傅,给我加300

元的油”,而乙则说“师傅帮我把油箱加满”,如果甲、乙各加同一种汽油两次,两人第一次与第二次加油的

油价分别相同,但第一次与第二次加油的油价不同,乙每次加满油箱,需加入的油量都相同,就加油两次

来说,甲、乙谁更合算()

A.甲更合算B.乙更合算

C.甲乙同样合算D.无法判断谁更合算

即时检测

1.(2023・辽宁•校联考二模)数学命题的证明方式有很多种.利用图形证明就是一种方式.现有如图所示图

形,在等腰直角三角形AABC中,点。为斜边A3的中点,点。为斜边上异于顶点的一个动点,设AD=a,

BD=b,用该图形能证明的不等式为(

B.2";W(a>0,5>0)

u*医鼠>。力>。)D.a1+b2>2y[ab(«>0,Z?>0)

2.(多选)(2023•安徽淮北•统考二模)设a,b为两个正数,定义。,匕的算术平均数为9=二,几

何平均数为G(a,9=而.上个世纪五十年代,美国数学家D.H.Lehmer提出了"Lehmer均值〃,即

pv

")=出n『其中。为有理数•下列结论正确的是()

A.105m5)<4(4,5)B.(«,/?)<G(«,/?)

c.L2(a,5)<A(a,Z?)D.Ln+i(a,b)4Ln(aM

考点九、基本不等式多选题综合

典例引领

■■■■■■■■■■■

1.(2023•全国•模拟预测)已知&6为实数,且&>的,则下列不等式正确的是()

A.a2>b2B.

ab

-Z?+lb

c.-->-D.b+—>l

a+1ab+1

即时检测

1.(2023•山西・校联考模拟预测)已知正实数。,匕满足a+4b=2,则()

A.ab<—B.2"+16入4C.—H—>—D.y[a+2>fb>4

4ab2

2.(2023・辽宁・校联考模拟预测)设c均为正数,且/+廿+4,=1,则()

A.ab+2bc+2ca<1B.当a>—■时,a=b=c可能成立

6

C.ab<—D

2-

3.(2023•江苏•二模)已知〃>0,b>0,且4+g,贝1J()

A.a+y/b<^2B.-<<2

2

2

C.log2a+log2>-1D.a—b>—l

【基础过关】

1.(2023・湖南衡阳•衡阳市八中校考模拟预测)已知实数工,几满足%2+孙+3V=3,则1+y的最大值为()

3Vn6A/HQ6+1D百+3

AA.-----ND.-------

111133

2.(2。23・海南海口•校联考模拟预测)若正实数x,y满足eg.则?+;的最小值为()

A.12B.25C.27D.36

3.(2023•重庆沙坪坝•重庆南开中学校考模拟预测)已知x>0,y>0,孙+2x-y=10,则x+y的最小值为()

A.2忘-1B.2&C.4应D.472-1

4.(2023・吉林四平•四平市实验中学校考模拟预测)已知正实数。,6,则“2a+6=4”是“必22”的()

A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件

二、多选题

5.(2023・广东汕头•金山中学校考三模)若“>0力>0,。+6=4,则下列不等式对一切满足条件a,b恒成立的

是()

A.y/ab<2B.yfa+yfb<2

2

—+Z72>4D.

3ab

6.(2023・河北唐山・开滦第二中学校考模拟预测)己知人<。<0,则下列不等式正确的是(

A.b2>abB.

ba

「baA

C.-+->2D.a1+—<Z?2+-

abab

7.(2023・湖南邵阳•统考三模)则下列命题中,正确的有()

什,mi。b

A.右a>b,贝U——>—yB.若ab=4,贝4]2+/之8

cc

C.若a>b,贝1Jabv/D.若a>b,c>d,贝

三、填空题

91

8.(2023•吉林延边・统考二模)设。>0,b>\,若a+b=2,则一+「取最小值时。的值为______.

ab-1

9.(2023•浙江宁波•镇海中学校考模拟预测)已知a,b为两个正实数,且。+48=1,则夜+2振的最大值

为.

19

10.(2023・安徽安庆・安庆一中校考三模)已知非负数无>满足%+y=l,则一;+—^的最小值是

x+1y+2

【能力提升】

12

1.(2023•辽宁沈阳冻北育才学校校考模拟预测)已知正实数无。满足一+—=1,贝IJ2肛-2x-y的最小值为

xy

A.2B.4C.8D.9

2.(2023・湖北襄阳・襄阳四中校考模拟预测)若o',。均为正数,且满足/+2仍+3ac+6bc=l,则2a+2b+3c

的最小值是()

A.2B.1C.V2D.2^2

二、多选题

3.(2023•山东济宁•统考二模)已知相^m+n=2mn,则下列结论中正确的是()

A.mn>lB.m+n<^2C.m2+n2>2D.2m+n>3+2A/2

4.(2023・湖南长沙•长沙市明德中学校考三模)若a力>0,且々+6=1,则()

A.y/a+y/b<V2B.-F—>9

ab

C.a2+4^2>-D.—+—>1

4ab

5.(2023・山东烟台・统考三模)已知。>0,6>0且4a+b=2,贝1|()

A.必的最大值为B.2&+扬的最大值为2

C.2+;的最小值为6D.4"+2"的最小值为4

ab

三、填空题

6.(2023・山东济南・统考三模)已知正数MV满足4元+2y=孙,贝口+2y的最小值为.

221

7.(2023・山东•校联考模拟预测)设。>乃>0,则=+蒜+〃/〃2小的最小值为_____-

abaya-Zb)

2Q

8.(2023•辽宁辽阳・统考二模)若0va<4,则—+一的值可以是__________.

a4一〃

1212

9.(2023•山西大同・统考模拟预测)已知a>0,b>0,a>—+—,b>—+—,则a+b的最小值为_______.

abba

10.(2023・湖南郴州•安仁县第一中学校联考模拟预测)已知x>0,y>0,且2x+y=l,则/+!丫2的最小值

4

为.

【真题感知】

22

1.(2021.全国.统考高考真题)已知%B是椭圆C:'■+5=1的两个焦点,点加在C上,则

的最大值为()

A.13B.12C.9D.6

2.(2020.全国•统考高考真题)设。为坐标原点,直线x与双曲线C:,-J=l(a>0,10)的两条渐近线分

别交于。E两点,若△ODE的面积为8,则C的焦距的最小值为()

A.4B.8C.16D.32

二、填空题

3.(2021.天津.统考高考真题)若。>0">0,则,+9+b的最小值为___________.

ab

4.(2020・江苏・统考高考真题)已知5//+/=1«川氏),则f+y2的最小值是.

11Q

5.(2020•天津•统考iWj考真题)已知4>0,b>0,且成>=1,则--1—-H-------的最小值为___________

2a2ba+b

三、解答题

6.(2020・山东・统考高考真题)如图,四棱锥P-4BC。的底面为正方形,底面A8CD设平面融。与

平面PBC的交线为I.

(1)证明:/_L平面POC;

(2)已知尸。=4。=1,。为/上的点,求尸B与平面QC。所成角的正弦值的最大值.

7.(2。22・全国・统考高考真题)记9BC的内角A,B,C的对边分别为b,c,己知言*

(1)^C=—,求&

⑵求《4^的最小值.

C

8.(2023•全国•统考高考真题)在直角坐标系xOy中,点P到x轴的距离等于点p到点10,£|的距离,记动

点尸的轨迹为W.

⑴求W的方程;

(2)已知矩形ABCD有三个顶点在卬上,证明:矩形ABCD的周长大于36.

专题05基本不等式(核心考点精讲精练)

1.4年真题考点分布

4年考情

考题示例考点分析关联考点

2023年新I卷,第22题第二

基本不等式求最值圆锥曲线大题综合

问,8分

2022年新I卷,第18题第二

基本不等式求最值正余弦定理解三角形

问,6分

2022年新II卷,第12题,5分基本不等式求最值三角换元及三角函数相关性质

2021年新I卷,第5题,5分基本不等式求最值椭圆方程及其性质

2020年新I卷,第20题第二

基本不等式求最值空间向量及立体几何

问,6分

2020年新H卷,第12题,5分基本不等式求最值指对函数的性质及单调性

2.命题规律及备考策略

【命题规律】本节内容是新高考卷的选考内容,具体视命题情况而定,本身知识点命题可变

性多,学生易上手学习,但高考常作为压轴题考查,难度较难,分值为5分

【备考策略】1.理解、掌握基本不等式及其推论,会使用应用条件:“一正,二定,三相等”

2.能正确处理常数“1”求最值

3.能用拼凑等思想合理使用基本不等式求最值

4.能熟练掌握基本不等式的应用,应用与函数和解析几何的求解过程中求最值

【命题预测】本节内容是新高考卷的常考内容,一般会结合条件等式考查拼凑思想来使用基

本不等式求最值,或者和其他版块关联,难度中等偏上。

知识讲解

2.基本不等式

。>0,b>G^4ab<^b-当且仅当〃=〃时取等号

2

其中"2叫做正数a,b的算术平均数,

2

而叫做正数a,Z?的几何平均数

通常表达为:a+b>2y[ab(积定和最小)

应用条件:“一正,二定,三相等”

(4)基本不等式的推论1

tz>0,b>0nabW(和定积最大)

4

当且仅当。=人时取等号

(5)基本不等式的推论2

X/a,R=>a2+b^>2ab

当且仅当。=匕时取等号

(6)其他结论

①"2(ab>0).

③已知a,b,x,y为正实数,

(1

(tix+by)—I—

若ax+Z?y=l,则有:+方==a+b+^+^>a+b+2\lab=(y[a+y[b)2.

/、ab

(x+y)—।—

若,+3=1,贝1J有x+y=(X"=a+b+半+与Na+6+2/^=(W+”)2.

注意1.使用基本不等式求最值时,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可.

注意2.“当且仅当a=b时等号成立”的含义是%=加'是等号成立的充要条件,这一点至关重

要,忽略它往往会导致解题错误.

注意3.连续使用基本不等式求最值,要求每次等号成立的条件一致.

考点一、直接用基本不等式求最值

☆典例引领

1.(2023•安徽滁州•安徽省定远中学校考模拟预测)已知实数。>0,6>0,。+6=1,则2"+2”

的最小值为.

【答案】2夜

【分析】运用基本不等式求和的最小值即可.

【详解】回a>0,b>Ofa+b=l,

团2a+2“N2,2“x2"=2万^"=2忘,当且仅当2"=2"即。=匕=1■时取等号.

故答案为:2日

2.(2023•湖北孝感•校联考模拟预测)+3(«+4/)的最小值为_____.

I"y/yj

【答案】9

【分析】利用基本不等式解出最小值即可.

/、

所以(五+4^7)的最小值为9.

故答案为:9

即时检测

31nr

1.(2023•山西大同・大同市实验中学校考模拟预测)已知。>0力>。,若不等式一+;之一-

aba+3b

恒成立,则加的最大值为.

【答案】12

【分析】根据将加分离出来,基本不等式求最值即可求解.

【详解】由3得般(“+33仔+]=艺+?+6.

aba+3b\ab)ab

X—+7+6>2A/9+6=12,当且仅当地即当a=36时等号成立,

abab

0m<12,El机的最大值为12.

故答案为:12

2.(2023•浙江台州•统考模拟预测)已知实数%,>满足/+2/_2孙=4,则孙的最大值

为.

【答案】2V2+2/2+2V2

【分析】利用重要不等式,转化为不等式,求旧的最大值.

【详解】Hx2+2y2>2\[2xy,所以2虎孙-2盯W4,

即孙<合=忘+

22当x=0y时,等号成立,

所以犯的最大值是20+2.

故答案为:2及+2

考点二、巧用“1”或常数关系求最值

☆典例引领

y1

1.(2023・湖北•统考二模)若正数满足尤+2y=2,则二+一的最小值为()

xy

LL5

A.V2+1B.20+1C.2D.y

【答案】A

【分析】利用基本不等式及不等式的性质即可求解.

【详解】因为正数工,'满足x+2y=2,

所以三至=1.

2

所以上+3+仝-*巨+i=0+i,

xyx2yx2yx2y

22

fx=2y「

当且仅当彳,即x=2&-2,y=2-0时,取等号,

[x+2y=2

当x=20-2,y=2-&时,^+―取得的最小值为V2+1.

故选:A.

2.(2023•湖南邵阳•统考二模)若a>0,b>0,a+b=9,则变+:的最小值为_____

ab

【答案】8

【分析】由已知条件变形史+:=如土:=4+竺+=,然后利用基本不等式求解.

ababab

【详解】若a>0,b>0,a+b=9,

则型+区=4(。+3+区=4+竺+乌24+2、/竺-4=8,当且仅当。=6力=3时取等号,

ababab\ab

El364曰[/±

则---1"丁的取小值为8.

ab

故答案为:8.

即时检测

...........

12

1.(2023・重庆•统考一模)已知々>0,。>0,2々+匕=2,则—十7的最小值是__________.

ab

【答案】4

【分析】把上1+:?化为2F+2再利用“1〃的妙用,结合基本不等式即可得到答案.

ab2ab

[详解]-+|=y-+|=|(2«+z?)f7-+|>|=(2«+Z7)fy-+|>|=2+T~+T-2+2^'=4'

ab2ab2\2abJ\2ab)2ab

当且仅当与=当即6=1,:时,取等号,

2ab2

1?

故上+:的最小值是4,

ab

故答案为:4.

2.(2。23・山西晋中・统考三模)设"-1->。且尤+2卜1,则占+;的最小值为--------

【答案】三

1

【分析】由已知条件可知x+l>。,且x+l+2y=2,再展开在+—=(x+l+2y)

y2

并利用基本不等式求其最小值.

【详解】因为%>Ty>。,

所以x+l>0,-^->0,—>0,

x+1y

因为x+2y=l,所以x+l+2y=2,

所以:+1=:(;+L](x+l+2y)=;[3+W+W]2;(3+20),

x+1y21%+lyJ2(x+1yJ2

当且仅当二七二土已,即x=2&-3,y=2-&时取得最小值.

x+1y

故答案为:.吟

21

3.(2023•黑龙江哈尔滨•哈尔滨三中校考一模)已知%+y=4,且%,y>0,则——+一的

x-yy

最小值为.

【答案】2

【分析】根据基本不等式凑项法和"1"的巧用即可求得最值.

[详解]因为彳+/=4,所以(%_y)+2y=4,又x>y>0,所以无_y>0

2+L12+口心7)+2升工/2+工+0+2]义4[4+2/2—"2

x-y>(尤-yy尸」41x-yyJ4IVx-yyI4

4yx—y

当且仅当一上=—21且x+y=4,即x=3,y=l时,等号成立,

x-yy

21

所以----+一的最小值为2.

%一yy

故答案为:2.

4.(2023•重庆沙坪坝•重庆南开中学校考一模)若a,6e(O,y),且&+金=9,则"迈的

ba

最小值为()

1

A.9B.3C.1D.-

3

【答案】C

【分析】由基本不等式得[+乎之9,进而结合已知条件得6+g的最小值为1.

【详解】解:因为a,6e(O,y),所以。夜>0,±如>。,

ab

因为布+?=9

b

所以+巫]]&+勺=5+6&+逑25+2/&.^5=9,即+迈]29,

ab)ab\ab(a,

当且仅当匕后=+,即a=9,b=]时等号成立,

ab3

所以6+渔川,即6+五的最小值为1.

aa

故选:C

考点三、变形为分式的“分母”形式求最值

典例引领

...........

1.2023,浙江•校联考模拟预测)已知。>1,则。+々的最小值为()

a—\

A.8B.9C.10D.11

【答案】B

【分析】运用基本不等式的性质进行求解即可.

【详解】因为

所以

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