内容正文:
第三章 不等式
3.1不等式的基本性质
苏教版2019必修第一册·高一
学习目标
教学重点:将不等关系用不等式表示出来,理解并证明不等式的性质
教学难点:能用不等式的性质证明一些简单的不等式
通过具体情景,感受在现实世界和日常生活中存在着大量关系,掌握不等式的性质;
会用不等式的性质证明简单的不等式;
培养学生观察、类比、辨析、运用的综合思维能力,体会化归与转化、类比等数学思想,提高学生数学运算和逻辑推理能力。
课程目标
学科素养
逻辑推理:运用不等式的性质证明不等式;
数学运算:运用不等式的性质求解证明不等式;
直观想象:在几何图形中发现不等式;
数学建模:能够在实际问题中构建不等关系,解决问题。
新知引入
情境1:在自然界和社会生活中,存在着大量的相等关系、不等关系、函数关系。我们曾经用等式(包括方程)刻画一些相等关系,用不等式刻画一些不等关系,用函数刻画一些函数关系,研究了等式、不等式、函数所具有的性质,并应用这些性质去解决问题。
高矮
胖瘦
轻重
长短
新知引入
情境2:电梯口标“限载人,总重不超过”
问1:如何用不等式表示“总重不超过”?
问2:若改为“限载人且总重至少”,如何列式?
情境3:某品牌酸奶质量检查规定,酸奶中脂肪含量应不少于2.5%,蛋白质含量应不少于2.3%。如何用不等式或不等式组表示?用不等式或不等式组表示。
(1)设总重为,则;
(2)且人数
新知引入
在数学中,我们用不等式来表示不等关系.
文字语言 数学符号 文字语言
大于 > 大于,高于,超过
小于 < 小于,低于,少于
大于或等于 ≥ 至少,不少于,不低于
小于或等于 ≤ 至多,不多于,不超过
那么我们该如何解不等式呢?与解方程要用等式的性质一样,解不等式要用不等式的性质.为此,我们需要先研究不等式的性质.
新知探究
在初中我们已经通过具体实例归纳出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.
形
数
0是正数与负数的分界点,它为实数比较大小提供了“标杆”.
新知探究
在小学和初中,我们知道等式有如下基本性质:
提示:运算中的不变性就是性质.
等式有下面的基本性质:
性质1(对称性) 如果,那么;
性质2(传递性) 如果,,那么;
性质3(可加性) 如果,那么;
性质4(可乘性) 如果,那么;
性质5(可除性) 如果,那么
思考:类比等式的性质,你能猜想出不等式的性质并加以证明吗?
新知探究
性质1(对称性) 如果,那么;如果,那么
即
证明:由,得
因为正数的相反数是负数,
所以,即
所以
分析 要证 ,只要证.
新知探究
性质2(传递性) 如果,,那么即,
证明:
所以
即
故
分析 要证,只要证
新知探究
性质3(可加性) 如果,那么
证明:
即 .
由性质3可得,
这表明,不等式中任何一项可以改变符号后移到不等号的另一边.
分析 要证,只要证,即.
新知探究
性质4(可乘性) 如果,那么如果,那么
证明:因为,所以.
因为, 所以.
所以,则.
同理,因为,所以.
因为, 所以.
所以,则.
小技巧:
本性质告诉我们,不等式两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变;
不等式两边都乘以同一个负数,不等号的方向改变
新知探究
性质5(同向可加性) 如果,那么
证明:因为由性质3(可加性),得
;
由由性质3(可加性),得
.
再根据性质2(传递性),即得
小技巧:本性质告诉我们,两个同向不等式两边分别相加,所得的不等式和原不等式同向.
新知探究
性质6(同向同正可乘性) 如果,那么
性质7(同乘方性) 如果,那么
同样的,利用性质4(可乘性)和性质2(传递性)可以推出:
小技巧:性质6告诉我们,两边都是正数的同向不等式两边分别相乘,所得的不等式和原不等式同向。
新知探究
如果,那么,即⇔
可加性
如果那么
可乘性
如果那么,如果那么
同向可加性
如果那么
同向同正可乘性
如果那么
同正可乘方性
如果那么
对称性
如果,那么,如果,那么,即⇔
传递性
典例精讲
例1. 求解不等式,并用不等式的性质说明理由。
解:不等式两边同乘以,得
. (不等式性质)
两边同加上,得. (不等式性质)
即
两边同乘以,得 (不等式性质)
典例精讲
例2. 已知,,求证:
证明:方法一(作差法):
∵ 由,得;由,得
因为,
所以.
方法二(性质法):
因为,所以.
又因为,所以
即
练习巩固
练习1.
练习巩固
变式1-1. 已知,且则下列命题中是真命题的是( ).
如果,那么
如果,那么
如果,那么
如果,那么
【答案】
练习巩固
变式1-2 已知,,求证:
证明:方法一(作差法):
∵ ,
所以,
又因为,所以,
所以
证明:方法二(性质法):
∵
∴
于是,即
由得.
典例精讲
例3. 比较和的大小
解: ∵
当时,,所以
当时,,所以
作差
变形
判号
结论
作差法比较大小一般步骤
典例精析
作差法比较大小注意:
1.用作差法比较两个数(式)的大小时,其关键是变形,一般采用配方、因式分解、通分、有理化等手段变形,这样有利于定号.特别是作差后的式子为二次三项式时,常考虑因式分解或配方法变形.
2.注意培养逻辑推理素养和数学运算素养.
练习巩固
练习2. 比较和的大小
解: ∵
∴
练习巩固
变式2-1. 比较与的大小
解: ∵
∵
∴
∴
即
练习巩固
变式2-2.
解:
即
所以
练习巩固
练习3. 已知,,求,的取值范围。
解: ∵, ∴
∴,即
又,∴,即
∴的取值范围为,的取值范围为
小技巧:求含字母的数(或式子)取值范围时,一要注意题设中的条件,二要正确使用不等式的性质,尤其是两个同方向的不等式可加不可减,可乘(同正)不可除.
练习巩固
变式3-1. 已知,,求,的取值范围。
解: ∵, ∴
∴,即
又,∴,即
∴的取值范围为,的取值范围为
练习巩固
变式3-2. 已知,,求4的取值范围。
解:(法一)设,得,,
∴
, ∴
则,即
故4的取值范围为
练习巩固
变式3-2. 已知,,求4的取值范围。
解:(法二)令,
∴
∴ ,∴,∴
又 ,∴
故4的取值范围为
小结
不等式有下面的基本性质:
性质1(对称性) ;
性质2(传递性) ,;
性质3(可加性) 如果,那么;
性质4(可乘性) 如果,那么
如果,那么;
性质5(同向可加性) 如果,那么;
性质6(同向同正可乘性) 如果,那么
性质7(同乘方性) 如果,那么
感谢聆听
数学科学是一个不可分割的有机整体,它的生命力正在于各部分之间的联系.
——希尔伯特
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