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初二數(shù)學(xué)精華一元一次不等式(組)(一)
一元一次不等式(組)(一)
一、全章教學(xué)內(nèi)容及要求
。薄⒗斫獠坏仁降母拍詈突拘再|(zhì)
。病庖辉淮尾坏仁,并能在數(shù)軸上表示不等式的解集
。、會解一元一次不等式組,并能在數(shù)軸上表示不等式組的解集。
二、技能要求
1、會在數(shù)軸上表示不等式的解集。
2、會運用不等式的基本性質(zhì)(或不等式的同解原理)解一元一次不等式。
3、掌握一元一次不等式組的解法,會運用數(shù)軸確定不等式組的解集。
三、重要的數(shù)學(xué)思想:
1、通過一元一次不等式解法的學(xué)習(xí),領(lǐng)會轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想。
2、通過在數(shù)軸上表示一元一次不等式的解集與運用數(shù)軸確定一元一次不等式組的解集,進(jìn)一步領(lǐng)會數(shù)形結(jié)合的思想。
四、主要數(shù)學(xué)能力
1、通過運用不等式基本性質(zhì)對不等式進(jìn)行變形訓(xùn)練,培養(yǎng)邏輯思維能力。
2、通過一元一次不等式解法的歸納及一元一次方程解法的類比,培養(yǎng)思維能力。
3、在一元一次不等式,一元一次不等式組解法的技能訓(xùn)練基礎(chǔ)上,通過觀察、分析、靈活運用不等式的基本性質(zhì),尋求合理、簡捷的解法,培養(yǎng)運算能力。
五、類比思想:
把兩個(或兩類)不同的數(shù)學(xué)對象進(jìn)行比較,如果發(fā)現(xiàn)它們在某些方面有相同或類似之處,那么就推斷它們在其他方面也可能有相同或類似之處。這種數(shù)學(xué)思想通常稱為“類比”,它體現(xiàn)了“不同事物之間存在內(nèi)部聯(lián)系”的唯物辯證觀點,是發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)真理和解題方法的重要手段之一,在數(shù)學(xué)中有著廣泛的運用。
在本章中,類比思想的突出運用有:
1、不等式與等式的性質(zhì)類比。
對于等式(例如a=b)的性質(zhì),我們比較熟悉。不等式(例如a>b或a
等式有兩個基本性質(zhì):
1、等式兩邊都加上(或減去)同一個數(shù)或同一個整式,等號不變。(即兩邊仍然相等)。
2、等式兩邊都乘以(或除以)同一個不等于0的數(shù),符號不變(即兩邊仍然相等)。
按“類比”思想考慮問題,自然會問:不等式是否也具有這樣相類似的性質(zhì),通過實例的反復(fù)檢驗得到的回答是對的,即有。
不等式的性質(zhì);1、不等式兩邊都加上(或減去)同一個數(shù)或同一個整式,不等號的方向不變(即原來大的一邊仍然大,原來較小的一邊仍然較。2、不等式兩邊都乘以(或除以)同一個正數(shù),不等號方向不變。3、不等式兩邊都乘以(或除以)同一個負(fù)數(shù),不等號的方向改變(即原來較大的一邊反而較小,原來較小的一邊反而較大)。
例如:-x>20, 兩邊都乘以-5,得,
x<-100,(變形根據(jù)是不等式基本性質(zhì)3)。
等式的基本性質(zhì)是等式變形的根據(jù),與此類似,不等式的基本性質(zhì)是不等式變形的根據(jù)。
2、不等式的解與方程的解的類比
從形式上看,含有未知數(shù)的不等式與方程是類似的。按“類比”思想來考慮問題,同樣可以仿效方程解的意義來理解不等式的解的意義。
例如:當(dāng)x=3時,方程x+4=7兩邊的值相等。x=3是方程x+4=7的解。而當(dāng)x=2時,方程x+4=7兩邊值不相等,x=2不是方程x+4=7的解。
類似地當(dāng)x=5不等式x+4>7成立,那么x=5是不等式x+4>7的一個解。若x=2不等式x+4>7不成立,那么x=2不是不等式x+4>7的解。
注意:1、不等式與方程的解的意義雖然非常類似,但它們的解的情況卻有重大的區(qū)別。一般地說,一元方程只有一個或幾個解;而含有未知數(shù)的不等式,一般都有無數(shù)多個解。
例如:x+6=5只有一個解x=-1,在數(shù)軸上表示出來只是一個點,如圖,
而不等式x+6>5則有無數(shù)多個解-----大于-1的任何一個數(shù)都是它的解。它的解集是x>-1,在數(shù)軸上表示出來是一個區(qū)間,如圖
2、符號“≥”讀作“大于或等于”或也可以理解為“不小于”;符號“≤”讀作“小于或等于”或可以理解為“不大于”。
例如;在數(shù)軸上表示出下列各式:
。1)x≥2 。2)x<-2 (3)x>1 (4)x≤-1
解:
x≥2 x<-2 x>1 x≤-1
3、不等式解法與方程的解法類比。
從形式上看,一元一次不等式與一元一次方程是類似的。在學(xué)習(xí)一元一次方程時利用等式的兩個基本性質(zhì)求得一元一次方程解,按“類比”思想考慮問題自然會推斷出若用不等式的三條基本性質(zhì),采用與解一元一次方程相類似的步驟去解一元一次不等式,可求得一元一次不等式的解集。
例如:解下列方程和不等式:
=+1 ≥+1
解:3(2+x)=2(2x-1)+6 1、去分母: 解:3(2+x)≥2(2x-1)+6
6+3x=4x-2+6 2、去括號: 6+3x≥4x-2+6
3x-4x=-2+6-6 3、移項: 3x-4x≥-2+6-6
-x=-2 4、合并同類項: -x≥-2
x=2 5、系數(shù)化為1: x≤2
∴ x=2是原方程的解 ∴ x≤2是原不等式的解集。
注意:解一元一次不等式與解一元一次方程的步驟雖然完全相同,但是要注意步驟1和5,如果乘數(shù)或除數(shù)是負(fù)數(shù)時,解不等式時要改變不等號的方向。
六、帶有附加條件的不等式:
例1,求不等式(3x+4)-3≤7的最大整數(shù)解。
分析:此題是帶有附加條件的不等式,這時應(yīng)先求不等式的解集,再在解集中,找出滿足附加條件的解。
解: (3x+4)-3≤7
去分母: 3x+4-6≤14
移項: 3x≤14-4+6
合并同類項: 3x≤16
系數(shù)化為1: x≤5
∴ x≤5的最大整數(shù)解為x=5
例2,x取哪些正整數(shù)時,代數(shù)式3-的值不小于代數(shù)式的值?
解:依題意需求不等式3-≥的解集。
解這個不等式:
去分母:24-2(x-1)≥3(x+2)
去括號: 24-2x+2≥3x+6
移項: -2x-3x≥6-24-2
合并同類項: -5x≥-20
系數(shù)化為1: x≤4
∴ x=4的正整數(shù)為x=1, 2, 3, 4.
答:當(dāng)x取1, 2, 3, 4時,代數(shù)式3-的值不小于代數(shù)式的值。
例3,當(dāng)k取何值時,方程x-2k=3(x-k)+1的解為負(fù)數(shù)。
分析:應(yīng)先解關(guān)于x的字母系數(shù)方程,即找到x的表達(dá)式,再解帶有附加條件的不等式。
解:解關(guān)于x的方程:x-2k=3(x-k)+1
去分母: x-4k=6(x-k)+2
去括號: x-4k=6x-6k+2
移項: x-6x=-6k+2+4k
合并同類項: -5x=2-2k
系數(shù)化為1: x==.
要使x為負(fù)數(shù),即x=<0,
∵ 分母>0,∴ 2k-2<0, ∴ k<1,
∴ 當(dāng)k<1時,方程x-2k=3(x-k)+1的解是負(fù)數(shù)。
例4,若|3x-6|+(2x-y-m)2=0,求m為何值時y為正數(shù)。
分析:目前我們學(xué)習(xí)過的兩個非負(fù)數(shù)問題,一個是絕對值為非負(fù)數(shù),另一個是完全平方數(shù)是非負(fù)數(shù)。由非負(fù)數(shù)的概念可知,兩個非負(fù)數(shù)的和等于0,則這兩個非負(fù)數(shù)只能為零。由這個性質(zhì)此題可轉(zhuǎn)化為方程組來解。由此求出y的表達(dá)式再解關(guān)于m的不等式。
解:∵ |3x-6|+(2x-y-m)2=0,
∴ ∴
解方程組得
要使y為正數(shù),即4-m>0, ∴ m<4.
∴ 當(dāng)m<4時,y為正數(shù)。
注意:要明確“大于”、“小于”、“不大于”、“不小于”、“不超過”、“至多”、“至少”、“非負(fù)數(shù)”、“正數(shù)”、“負(fù)數(shù)”、“負(fù)整數(shù)”……這些描述不等關(guān)系的語言所對應(yīng)的不等號各是什么。求帶有附加條件的不等式時需要先求這個不等式的所有的解,即這個不等式的解集,然后再從中篩選出符合要求的解。
七、字母系數(shù)的不等式:
例:解關(guān)于x的不等式3(a+1)x+3a≥2ax+3
分析:由于x是未知數(shù),所以應(yīng)把a看作已知數(shù),又由于a可以是任意有理數(shù),所以在應(yīng)用同解原理時,要區(qū)別情況,進(jìn)行分類討論。
解:移項,得3(a+1)x-2ax≥3-3a
合并同類項: (a+3)x≥3-3a
(1)當(dāng)a+3>0,即a>-3時,x≥,
(2)當(dāng)a+3=0,即a=-3時,0x≥12,不等式無解。
(3)當(dāng)a+3<0,即a<-3時,x≤。
注意:在處理字母系數(shù)的不等式時,首先要弄清哪一個字母是未知數(shù),而把其他字母看作已知數(shù),在運用同解原理把未知數(shù)的系數(shù)化為1時,應(yīng)作合理的分類,逐一討論,例題中只有分為a+3>0, a+3=0, a+3<0, 三種情況進(jìn)行研究,才有完整地解出不等式,這種處理問題的方法叫做“分類討論”。
八、有關(guān)大小比較的問題
例1.根據(jù)給定條件,分別求出a的取值范圍。
(1)若a2>a,則a的取值范圍是____________;
。2)若a>, 則a的取值范圍是____________。
解:(1)∵ a2>a,
∴ a2-a>0, 即a(a-1)>0,
∴ 或
解得a>1或a<0。
答:a的取值范圍是a<0或a>1。
。2)∵ a>,∴ a->0, 即>0.
∴ 或
或
解得a>1或-1
答:a的取值范圍是-11.
例2.(1)比較下列各組數(shù)的大小,找規(guī)律,提出你的猜想:
______; _______; ______;
______; _______; _____.
從上面的各式發(fā)現(xiàn):一個正分?jǐn)?shù)的分子和分母_____________,所得分?jǐn)?shù)的值比原分?jǐn)?shù)的值要_________。
猜想:設(shè)a>b>0, m>0, 則_______。
(2)試證明你的猜想:
分析:1.易知:前面的各個空都填 “< ”.
一個正分?jǐn)?shù)的分子和分母都加上同一個正數(shù),所得分?jǐn)?shù)的值比原分?jǐn)?shù)的值要大。
2.欲證<,只要證-<0.
即證 <0,
即證 <0,
證明:∵ a>b>0, b-a<0,
又∵ m>0, ∴ m(b-a)<0,
∵ -=
==<0,
∴ <。
上面這個不等式有很多有意義的應(yīng)用。
例如,建筑學(xué)規(guī)定,民用住宅的窗戶面積必須小于地板面積,但按采光標(biāo)準(zhǔn),窗戶面積與地板面積的比值應(yīng)不小于10%,并且這個比值越大,住宅的采光條件越好。若同時增加相等的窗戶面積和地板面積,住宅的采光條件變好了。
設(shè)窗戶面積為a,地板面積為b,若同時增加相等的窗戶面積和地板面積m,由<可知,住宅的采光條件變好了。
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