内容正文:
第2章 一元二次函数、方程和不等式
2.1 等式性质与不等式性质
【素养目标】
1.了解现实世界和日常生活中的等量关系与不等关系.(数学抽象)
2.了解不等式(组)的实际背景,会用不等式(组)表示不等关系.(数学建模)
3.掌握不等式的性质及应用.(逻辑推理)
4.会用作差法(或作商法)比较两个实数或代数式值的大小.(数学运算)
5.能运用等式的性质或不等式的性质解决相关问题.(逻辑推理)
【学法解读】
在相等关系与不等关系的学习中,学生通过类比学过的等式与不等式的性质,进一步探索等式与不等式的共性与差异.
在现实世界和日常生活中,大量存在着相等关系和不等关系,例如多与少、大与小、长与短、高与矮、远与近、快与慢、涨与跌、轻与重、不超过或不少于等.类似于这样的问题,反映在数量关系上,就是相等与不等.相等用等式表示,不等用不等式表示.
【等式】指的是用等号“=”连接起来的式子.
【不等式】指的是用不等号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接起来的式子
【问题1】你能用不等式或不等式组表示下列问题中的不等关系吗?
(1)某路段限速;;
(2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量应不少于2.5%,蛋白质的含量应不少于2.3%;
设该路段行驶的汽车速度为,则
,
问题1:不等关系及其表示
(3)三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;
(4)连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短.
设P是直线AB外任意一点,PQ是P到AB的垂
线段,C是直线AB上任意一点,则PC≥PQ.
A
B
C
P
Q
你能写出其他的可能情况 吗?
【问题1】你能用不等式或不等式组表示下列问题中的不等关系吗?
设三角形三边分别为,则
【问题2】某种杂志原本以每本2.5元的价格出售,可以售出8万本.据市场调查发现,杂志的单价每提高0.1元,销售量就可能减少2000本.如何定价才能使涨价后的总收入不低于20万元?
【分析】设涨价之后的杂志每本定价元,则销售总收入为
万元,
≥20,求出不等式的解,即可求出定价
所以用不等式表示为:
问题1:不等关系及其表示
问题2:不等式的性质
实际上,在初中我们已经通过具体实例归纳了一些不等式的性质.那么,这些性质为什么是正确的?还有其他不等式的性质吗?回答这些问题要用到关于两个实数大小关系的基本事实.
由于数轴上的点与实数一一对应,所以可以利用数轴上点的位置关系来规定实数的大小关系:如图,设a,b是两个实数,它们在数轴上所对应的点分别是A,B,当点A在点B的左边时,a<b;当点A在点B的右边时,a>b.
如何解不等式 ≥20呢?
问题3:比较大小
关于实数a,b大小的比较,有以下基本事实:
如果a-b是正数,那么a>b;
如果a-b等于0,那么a =b;
如果a-b是负数,那么a<b.
反过来也对.
从上述基本事实可知,要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小.
比较大小的基本方法【作差法】
用符号表示为
① 𝒂−𝒃>𝟎⇒𝒂>𝒃
② 𝒂−𝒃<𝟎⇒𝒂<𝒃
③ 𝒂−𝒃=𝟎⇒𝒂=𝒃
0是正数与负数的分界点,它为实数比较大小提供了“标杆”
比较和的大小.
【解】运用作差法:
2>0,
所以>
0是正数与负数的分界线,它为比较实数的大小提供了标杆.
如图是根据第24届国际数学家大会的会标设计的,会标灵感来源于中国古代数学家赵爽的弦图,图中有什么不等关系?
很显然赵爽弦图是我们在初中研究勾股定理时的模型,我们把它抽象成如图所示的图形.
设图中直角三角形的两个直角边长为,那么正方形的边长就是,这样,四个直角三角形的面积之和就是,正方形的面积为,很显然正方形的面积大于三角形面积和.即
当直角三角形变为等腰直角三角形时,内部的小正方形变成了一个点,此时,有,所以综合可知,
问题4:一个重要不等式
一般地,,这个不等式被称为重要不等式,
当且仅当时,等号成立.
事实上,利用完全平方公式也可以得到这个不等式:
因为,,当且仅当时,等号成立.
所以
因此,由两个实数大小关系的基本事实,我们得到:
,当且仅当时,等号成立.
问题4:一个重要不等式
★性质1【对称性】
★性质2【传递性】
★性质3【加减性】
★性质4【同乘性】
★性质5【同除性】
如果,那么
如果,,那么
如果,那么
如果,那么
如果,,那么
思考
请你先梳理等式的基本性质,再观察它们的共性.你能归纳一下发现等式基本性质的方法吗?
可以发现,性质1,2反映了相等关系自身的特性,性质3,