内容正文:
2.1 等式性质与不等式性质
第二章 一元二次函数、方程和不等式
1
▶思路一
新闻报道:某日白天北京的最低温度为18 ℃,最高温度为30 ℃.
根据这则新闻,你知道某日白天北京的温度t ℃满足怎样的不等关系吗?
t大于或等于18,小于或等于30.
导入新课
▶思路二
阅读下面一段材料,回答问题.
在美国俄勒冈州尤金举行的2022年世界田径锦标赛男子跳远决赛中,王嘉男以最后一跳8.36 m 完成“绝地逆袭”,夺得金牌.这是中国男子跳远世锦赛上的第一枚金牌,也是中国田径史上第一个男子田赛世界冠军.这次比赛中亚军成绩为8.32 m,季军成绩为8.16 m.你能比较他们的成绩吗?
8.36大于8.32,8.32大于8.16.
精彩课堂
1.用不等式(或不等式组)表示不等关系
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40 km/h;
(2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量f 应不少于2.5%,蛋白质的含量p应不少于2.3%;
问题2 某种杂志原以每本2.5元的价格销售,可以售出8万本.据市场调查,杂志的单价每提高0.1元,销售量就可能减少2 000本.如何定价才能使提价后的销售总收入不低于20万元?
解:设提价后每本杂志的定价为x元,
则总收入为,
即:
解的,2.5,
所以,每本杂志的定价不低于2.5元且不超过4元时,提价后的销售总收入不低于20万元
2.两个实数大小关系的基本事实
问题3 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.
在这两个图中,点A和点B的位置与a,b的大小有什么关系?
图1中,点A在点B的左边,a<b;图2中,点A在点B的右边,a>b.
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.
这个基本事实可以表示为a>b⇔a-b>0;a=b⇔a-b=0;a<b⇔a-b<0.
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.
等式有哪些基本性质?
性质1与性质2是从哪个角度反映等式的性质的?性质3,4,5是从哪个角度反映等式的性质的?
性质1,2反映了相等关系自身的特性,性质3,4,5是从运算的角度提出的,反映了等式在运算中保持的不变性.
1.探索与发现
类比等式的性质1,你能得到一个不等式的性质吗?
类比等式的性质2,你能得到一个不等式的性质吗?
你能证明不等式的性质2吗?用什么方法证明?
类比等式的性质3,4,5,你能猜想出不等式的哪些性质?
如何用文字语言描述这一性质?
不等式的两边都加上同一个实数,所得不等式与原不等式同向.
你能给出不等式的性质3的几何解释吗?
如图,把数轴上的两个点 A与B同时沿相同方向移动相等的距离,得到另两个点 A1与B1, A与B和 A1与B1的左右位置关系不会改变.
用不等式的语言表示,就是上述性质3.
运用这一性质得出如下结论:
a+b>c⇒a+b+(-b)>c+(-b)⇒a>c-b.
你能用文字语言表述这一结论吗?
不等式中任何一项可以改变符号后移到不等号的另一边.
你能用文字语言表述性质4吗?
不等式两边同乘一个正数,所得不等式与原不等式同向;
不等式两边同乘一个负数,所得不等式与原不等式反向.
如何证明这一性质呢?
你能用作差法证明吗?
证明:因为a>b,c>d,所以a-b>0,c-d >0,
所以(a+c)-(b+d )=(a-b)+(c-d )>0,即a+c>b+d.
你还能用其他方法证明吗?
证明:因为a>b,所以a+c>b+c.
又因为c>d,所以b+c>b+d.
由不等式的性质2得a+c>b+d.
你能用不等式的性质证明这一性质吗?
需要利用哪些性质?
证明:因为a>b>0,c>0,所以由不等式的性质4可得ac>bc.
又因为c>d,b>0,所以由不等式的性质4可得bc>bd.
又由不等式的性质2得ac>bd.
如果a>b>0,c<d<0,那么有什么结论?你能证明吗?
结论:如果a>b>0,c<d<0,那么ac<bd.
结论:如果a>b>0,c<d<0,那么ac<bd.
证明:因为a>b>0,c<0,所以ac<bc.
又因为c<d ,b>0,所以bc<bd.
所以ac<bd.
利用性质6,你能得出性质7吗?
例题解析
考点一 利用不等式的性质证明不等式
例1、已知,求证:
证明:因为c>a>b>0,
所以0<c-a<c-b,所以0<<,
即>>0,又因为a>b>0,
所以.
考点二 利用不等式性质求范围
例2、已知-1<x<4,2<y<3.
(1)求x-y的取值范围;
【解】 因为-1<x<4,2<y<3,所以-3<-y<-2,所以-4<x-y<2.
(2)求3x+2y的取值范围.
【解】 由-1<x<4,2<y<3,得-3<3x<12,4<2y<6,所以1<3x+2y<18.
变式:已知1<a<4,2<b<8,求的取值范围.
解:因为2<b<8,所以<<.又1<a<4,
所以1×<a×<4×,即<<2.所以的取值范围是
<2.
考点三 不等式的实际应用
例3、单位组织员工去参观,需包车前往.甲车队说:“领队若买一张全票,其余人可享受7.5折”;乙车队说:“你们属团体票,按原价8折优惠”甲乙车队原价、车型都一样,试根据单位要去的人数,比较哪家更优惠.
【解】 设该单位要去的职工有n人(n∈N*),全票价为x元,坐甲车需花y1元,坐乙车需花y2元,
则y1=x+x·(n-1)=x+xn,
y2=nx.
因为y1-y2=x+xn-nx
=x-nx=x(1-),
当n=5时,y1=y2;
当n>5时,y1<y2;当n<5时,y1>y2.
因此当单位去的人数为5人时,两车队收费相同;多于5人时,选甲车队更优惠;少于5人时,选乙车队更优惠.
课堂练习
1.比较2x2+5x+3与x2+4x+2的大小.
2.某公司因发展需要,欲购进一批汽车,计划使用不超过1 000万元的资金购买单价分别为40万元,90万元的A型汽车和B型汽车,根据需要,A型汽车至少买5辆,B型汽车至少买6辆,写出满足上述所有不等关系的不等式(组).
3.某高速公路要求行驶的车辆的速度v的最大值为120 km/h,同一车道上的车间距d不得小于10 m,用不等式表示为( )
A.v≤120 km/h且d≥10 m B.v≤120 km/h或d≥10 m
C.v≤120 km/h D.d≥10 m
解析:v的最大值为120 km/h,即v≤120 km/h,车间距d不得小于10 m,即d≥10 m,故选A.
答案:A
4.已知x>y>0,试比较x3-2y3与xy2-2x2y的大小.
解:由题意,
知(x3-2y3)-(xy2-2x2y)=x3-xy2+2x2y-2y3
=x(x2-y2)+2y(x2-y2)=(x2-y2)·(x+2y)
=(x-y)(x+y)(x+2y),
∵x>y>0,∴x-y>0,x+y>0,x+2y>0,
∴(x3-2y3)-(xy2-2x2y)>0,
即x3-2y3>xy2-2x2y
5.若a,b,m都是正数,则不等式成立的条件是( )
A.a>b B.b>a C.a>m D.m>b
解:由得>0,即,因为a,b,m都是正数,所以要想使不等式成立,只需b-a>0,即b>a.
答案:B
变:若条件变为a>b>1呢?
6.已知a>b>0,则下列不等式一定成立的是( )
A.a+>b+ B.a+ ≥b+
C.> D.b->a-
解:因为a>b>0,所以> >0,所以a+>b+ .故选A.
学 习 目 标 核 心 素 养
1.掌握等式与不等式的性质.
2.会运用不等式的性质判断命题的真假.
3.会用不等式的性质证明不等式. 1.数学抽象:等式、不等式的性质.
2.逻辑推理:用不等式的性质证明不等式或解决范围问题.
小结:
课 时 结 束
【解】 (2x2+5x+3)-(x2+4x+2)
=x2+x+1=+.
因为≥0,所以+≥>0,
所以(2x2+5x+3)-(x2+4x+2)>0,
所以2x2+5x+3>x2+4x+2.
【解】 设购买A型汽车和B型汽车分别为x辆,y辆,
则
$