内容正文:
第5节 不等式的解集
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核心素养
考情聚焦
1.会求解一元一次不等式及一元一次不等式组的解集
2.能借助绝对值的几何意义求解含绝对值的不等式的解集
求解不等式的解集与不等式组的解集,提升数学运算的核心素养,
解绝对值不等式达成逻辑推理和数学运算的核心素养
求解不等式的解集与不等式组的解集,解绝对值不等式等是高考的热点,常与其他知识结合命题,各种题型均有可能出现,难度中等属于低中档题
1.不等式的解集与不等式组的解集
(1)不等式的解集:不等式的 所有解 组成的集合.
(2)不等式组的解集:对于由若干个不等式联立得到的不等式组来说,这些不等式的解集的 交集 称为不等式组的解集.
微思考
若不等式无解,其解集怎么表示?
提示:若不等式无解,则其解集可表示为∅.
2.绝对值不等式
(1)一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式.
(2)当m>0时,
关于x的不等式|x|>m的解集为 (-∞,-m)∪(m,+∞) ;
关于x的不等式|x|<m的解集为 (-m,m) .
3.数轴上两点间的距离及中点坐标公式
(1)距离公式:一般地,如果实数a,b在数轴上对应的点分别为A,B,即A(a),B(b),则线段AB的长为 |a-b| .
(2)中点坐标公式:A(a),B(b),线段AB的中点M对应的数为x,则x= .
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)在数轴上从点A(-2)引一线段到B(1),再同向延长同样的长度到C,则点C的坐标为4 .( )
(2)不等式的解为x<-2.( )
(3)设x∈R,则“0<x<5”是“|x-1|<1”的充分而不必要条件.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)×
◆[小题查验]
1.不等式组的解集在数轴上表示为( )
解析:C [解不等式2x-1≥5,得x≥3,解不等式8-4x<0,得x>2,故不等式组的解集为[3,+∞).]
2.集合M={x|x>0,x∈R},N={x||x-1|≤2,x∈Z},则M∩N=( )
A.{x|0<x≤2,x∈R}
B.{x|0<x≤2,x∈Z}
C.{-1,-2,1,2}
D.{1,2,3}
解析:D [由题得N={x|-1≤x≤3,x∈Z}={-1,0,1,2,3},所以M∩N={1,2,3}.]
3.不等式|x+1|<5的解集为 ________ .
解析:|x+1|<5⇒-5<x+1<5⇒-6<x<4.
答案:{x|-6<x<4}
4.不等式|x-2|≤|x|的解集是 ________ .
解析:|x-2|≤|x|⇔(x-2)2≤x2⇔4-4x≤0⇔x≥1.
答案:{x|x≥1}
5.不等式组的解集为 ________ .
解析:记原不等式组为
解不等式①,得x≤1.解不等式②,得x≥-4.故原不等式组的解集为[-4,1].
答案:[-4,1]
不等式组的解集
[典例] 解不等式组,并把解集在数轴上表示出来:
(1)(2)
[解] 分别求出各不等式的解集,再求出各个解集的交集,并在数轴上表示出来即可.
(1)解不等式2x+3>1,得x>-1,
解不等式x-2<0,得x<2,
则不等式组的解集为{x|-1<x<2}.
将解集表示在数轴上如图所示:
(2)解不等式x->,得x>2,
解不等式x+8<4x-1,得x>3,
则不等式组的解集为{x|x>3},
将不等式组的解集表示在数轴上如图所示:
一元一次不等式组的求解策略
熟知“同大取大;同小取小;大小小大中间找;大大小小找不到”的原则是解答此类问题的关键.
解下列不等式组:
(1)
(2)
解:(1)解不等式①,得x<-6,解不等式②,得x≥2.把不等式①和②的解集在数轴上表示出来:
由图可知,解集没有公共部分,不等式组无解,即不等式组的解集为∅.
(2)解不等式①,得x>-,解不等式②,得x≤,把不等式①和②的解集在数轴上表示出来:
由图可知不等式组的解集为.
解绝对值不等式
◆[命题角度1] 含有一个绝对值号不等式的解法
[典例1] 解下列不等式:
(1)|2x+5|<7;(2)|2x+5|>7+x;
(3)2≤|x-2|≤4.
[解] (1)原不等式等价于-7<2x+5<7.
所以-12<2x<2,所以-6<x<1,所以原不等式的解集为(-6,1).
(2)由不等式|2x+5|>7+x,
可得2x+5>7+x或2x+5<-(7+x),所以x>2或x<-4.
所以原不等式的解集为(2,+∞)∪(-∞,-4).
(3)原不等式等价于
由①得x-2≤-2,或x-2≥2,
所以x≤0,或x≥4.
由②得-4≤x-2≤4,所以-2≤x≤6.
所以原不等式的解集为[-2,0]∪[4,6].
◆[命题角度2] 含有两个绝对值号不等式的解法
[典例2] 解下列不等式:
(1)|x-1|>|2x-3|;(2)|x-1|+|x-2|>2;(3)|x+1|+|x+2|>3+x.
[解] (1)因为|x-1|>|2x-3|,
所以(x-1)2>(2x-3)2,
即(2x-3)2-(x-1)2<0,
所以(2x-3+x-1)(2x-3-x+1)<0,
即(3x-4)(x-2)<0,所以<x<2.即原不等式的解集为.
(2)原不等式⇔或或⇔或或⇔x<或x>,所以原不等式的解集为∪.
(3)原不等式⇔或或⇔或或⇔x<-2或x>0.
所以原不等式的解集为(-∞,-2)∪(0,+∞).
含有绝对值的不等式的解题策略
解含有绝对值的不等式,总的思路是同解变形为不含绝对值的不等式,但要根据所求不等式的结构,选用恰当的方法.此题中有两个绝对值符号,故可用绝对值的几何意义来求解,或用分区间讨论法求解,还可构造函数利用函数图像求解.
1.解不等式3≤|x-2|<4.
解:原不等式等价于
由①,得x-2≤-3,或x-2≥3,∴x≤-1,或x≥5.
由②,得-4<x-2<4,∴-2<x<6.
如图所示,原不等式的解集为{x|-2<x≤-1,或5≤x<6}.
2.不等式|x+3|-|x-3|>3的解集是( )
A. B.
C.{x|x≥3} D.{x|-3<x≤0}
解析:A [当x<-3时,-(x+3)+(x-3)>3,-6>3,无解.当-3≤x≤3时,x+3+x-3>3,所以x>,故<x≤3.当x>3时,x+3-(x-3)>3,6>3,所以x>3.综上可知原不等式的解集为.]
数轴上的基本公式及应用
[典例] 已知数轴上的三点A、B、P的坐标分别为A(-1),B(3),P(x).
(1)点P到A,B两点的距离都是2时,求P(x),此时P与线段AB是什么关系?
(2)在线段AB上是否存在一点P(x),使得P到A和B的距离都是3?若存在,求P(x),若不存在,请说明理由.
[解] 根据数轴上两点间的距离公式及中点坐标公式求解.
(1)由题意知可以化为或或或解得x=1.
∴点P的坐标为P(1),此时P为AB的中点.
(2)不存在这样的P(x),理由如下:
∵AB=|3-(-1)|=4<6,
∴在线段AB上找一点P使PA+PB=3+3=6是不可能的.
数轴上基本公式的应用
(1)已知数轴上两点的坐标可用两点间的距离公式求距离,若已知两点间的距离,也可用距离公式求相应点的坐标;
(2)中点坐标公式可以解决三点共线问题.其中已知两点坐标,可用公式求第三点的坐标.
已知数轴上有点A(-2),B(1),D(3),点C在射线BA上,且有=,问在线段CD上是否存在点E使=?如存在,求点E坐标,如不存在,请说明理由.
解:设C(x),E(x′),则==,x=-5,所以C(-5),
∵E在线段CD上,所以==,4x′+20=3-x′,x′=-∈(-5,3),∴在线段CD上存在点E,使=.
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