内容正文:
人教B版(2019)必修第一册
2.2.3 一元二次不等式的解法
第二章 等式与不等式
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学习目标
了解一元二次不等式的概念,体现数学抽象能力(重点)
掌握一元二次不等式的解法,体现逻辑推理能力(重难点)
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新课导入
汽车在行驶中,由于惯性,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停止,一般称这段距离为“刹车距离”. 刹车距离是分析交通事故的一个重要依据.
在一个限速为40 km/h 的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相碰了。事后现场勘查,测得甲车的刹车距离略超过 6 m,乙车的刹车距离略超过10 m,已知甲、乙两种车型的刹车距离s m 与车速v km/h之间的关系分别为
试判断甲、乙两车有无超速现象.
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不难看出,要判断甲、乙两车是否超速,就是要得到它们车速的取值范围,也就是要解不等式
即v²-10v-600>0和v²-10v-2000>0.
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一元二次不等式的定义
一般地,形如
ax2+bx+c>0
的不等式称为一元二次不等式,其中a,b,c是常数,而且a≠0.
一元二次不等式中的不等号也可以是“<”“≥”“≤”等.
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思考一下:如何求一个一元二次不等式的解集呢?
让我们从简单的一元二次不等式开始探讨.
首先来看一元二次不等式x(x-1)>0. ①
尝试与发现:任意选定一些数,看它们是否是不等式①的解,由此给出解这个不等式的方法.
注意到只有两个同号的数相乘,结果才能是正数,也就是说ab>0,当且仅当
因此,不等式①可以转化为两个不等式组
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思考一下:如何求一个一元二次不等式的解集呢?
解得x>1或x<0,因此,不等式①的解集为
(-∞,0)∪(1,+∞).
用类似的方法可以求得不等式(x+1)(x-1)<0②的解,但此时的依据是:ab<0当且仅当
因为不等式②可以转化为两个不等式组
不难解得x∈∅或-1<x<1,因此不等式②的解集为(-1 , 1).
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一元二次不等式的解集
一般地,如果 x1<x2,则不等式(x-x1)(x-x2)<0 的解集是
(x1,x2),
不等式 (x-x1)(x-x2)>0 的解集是
(-∞,x1)∪(x2,+∞).
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例1:求不等式x²-x-2>0 的解集.
因为
x2-x-2=(x+1)(x-2),
所以原不等式等价于(x+1)(x-2)>0,因此所求解集为
(-∞,-1)∪(2,+∞).
这种一元二次不等式的解法叫做因式分解.
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思考一下:根据上面例1的一元二次不等式的解法,尝试解答情境与问题的不等式的解法?
情境与问题中的不等式,v2-10v-600>0 可以化为
(v+20) (v-30)>0
因此甲车的车速v>30;而v2-10v-2000>0可以化为
(v+40) (v-50)>0
因此乙车的车速v>50. 由此可见,乙车肯定超速了.
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尝试与发现: 通过代入数值验证的方法,猜测以下一元二次不等式的解集,由此总结求一元二次不等式解集的一般方法:
(1)x2<-1; (2)x2>-2; (3)x2 <9.
因为任何一个实数的平方一定是一个非负数,因此上述尝试与发现中(1)的解集为∅,(2)的解集为R.
对于x²<9 来说,两边同时开根号可得 ,即
|x|<3
因此-3<x<3,从而得到(3)的解集为 (-3,3).
一般的一元二次不等式可以通过配方法来求得解集.
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例2:求下列不等式的解集:
(1)x2+4x+1≥0;
因为
x2+4x+1=x2+4x+4-4+1=(x+2)2-3,
所以原不等式可化为 (x+2)2-3≥0,即
(x+2)2≥3,
两边开平方得|x+2|≥ ,从而可知
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例2:求下列不等式的解集:
(2)x2-6x-1≤0;
因为
x2-6x-1=x2-6x+9-9-1=(x-3)2-10,
所以原不等式可化为(x-3)2-10≤0,即
(x-3)2≤10,
两边开平方得|x-3|≤ ,从而可知
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例2:求下列不等式的解集:
(3)-x2+2x-1<0;
原不等式可化为
x2-2x+1>0,
又因为x2-2x+1=(x-1)2,所以上述不等式可化为
(x-1)2>0.
注意到只要x≠1,上述不等式就成立,所以原不等式的解集为
(-∞,1)∪(1,+∞).
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例2:求下列不等式的解集:
(4)2x2+4x+5>0.
原不等式可以化为
因为
不难看出,这个不等式恒成立,即原不等式的解集为 R.
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配方法求一元二次不等式
由上可知,一元二次不等式ax²+bx+c>0 (a≠0) 通过配方总是可以变为
(x-h)2>k或(x-h)2<k
的形式,然后根据 k 的正负等知识,就可以得到原不等式的解集.
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例3:求不等式 ≥1的解集.
由题意知x-2≠0,因此(x-2)2>0,原不等式两边同时乘以(x-2)2可得
(2x+1)(x-2)≥(x-2)2且x-2≠0,
即(x+3)(x-2)≥0且x≠2,因此所求不等式的解集为
(-∞ ,-3]∪(2 ,+∞).
例3说明,有些不等式通过变形之后,可以借助于一元二次不等式的解法来解.
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课堂练习
D
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课堂练习
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课堂练习
A
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课堂练习
21
课堂练习
B
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课堂练习
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课堂练习
C
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课堂练习
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课堂练习
D
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课堂练习
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课堂练习
{x|x≥2或x≤-4}
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课堂总结
1.一元二次不等式的定义
2.一元二次不等式的解法
29
谢
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观
看
30
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