内容正文:
2.1 等式性质与不等式性质
第1课时 相等关系与不等关系
第二章 一元二次函数、方程与不等式
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学习目标
1.能用不等式(组)表示实际问题中的不等关系
2.能用作差法判断实数或代数式的大小
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创设情境
思考1:你能举出生活中的不等关系的例子吗?
总结: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.
应用本小节不等式的知识,我们就能清晰地描述并解决上述问题了,让我们一起探究吧.
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探究新知
任务1:探究不等关系的表示.
提问1:回顾初中知识,什么是不等式?怎么用不等式或不等式组表示下列问题中的不等关系?
(1)某路段限速40km/h;
设在该路段行驶的汽车的速度为v km/h,“限v的大小不能超过40,于是0<v≤40;
(2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量f不少于2.5%,蛋白质的含量p应不少于2.3%;
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探究新知
(3)三角形两边之和大于第三边、两边之差小于第三边;
设△ABC的三条边为a,b,c,则a+b>c,a-b<c;
如图,设C是线段AB外的任意一点,CD垂直于AB,垂足为D,E是线段AB上不同于D的任意一点,则CD<CE.
(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.
任务1:探究不等关系的表示.
提问1:回顾初中知识,什么是不等式?怎么用不等式或不等式组表示下列问题中的不等关系?
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总结概括
探究:用不等式表示实际问题中不等关系的方法。
总结:(1)从实际问题中抽象出不等关系;
(2)用字母表示不等关系中的相关量;
(3)用不等号连接这些字母;
(4)建立不等式.
数学抽象的过程
以此研究相应的问题
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探究新知
解:设提价后每本杂志的定价为x元,
提问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2000本.如何定价才能使提价后的销售总收入不低于20万元?
于是,不等关系“销售总收入不低于20万元”可以用不等式表示为
则销售总收入为 万元.
≥20 ①
用不等式的性质求出不等式①的解集,
就能知道满足条件的杂志的定价范围.
任务1:探究不等关系的表示.
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探究新知
思考:如何解这个不等式?
分析:解方程的主要依据是什么?类比解方程,你能找到解不等式的主要依据吗?
总结:解方程的依据类比到解不等式的依据,从等式性质类比到不等式性质,最终比较两个式子的大小关系.
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探究新知
任务2:探究数(式)大小比较.
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:
思考:不等式是对大小关系的刻画,那么比较两个实数大小关系的依据是什么?
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.那么,当点A在点B的左边时,a<b;
当点A在点B的右边时,a>b.
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探究新知
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;反过来也成立.
这个基本事实可以表示为:
归纳总结
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例题讲解
=(x2+5x+6)-(x2+5x+4)
解:(x+2)(x+3)-(x+1)(x+4)
例1 比较(x+2)(x+3)和(x+1)(x+4)的大小
=2>0,
所以 (x+2)(x+3)>(x+1)(x+4).
0是正数与负数的分界点,它为实数比较大小提供了“标杆”.
分析:通过考察这两个多项式的差与0的大小关系,可以得出它们的大小关系.
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方法归纳
比较两个实数(或代数式)大小的步骤:
(1)作差:对要比较大小的两个数(或式子)作差;
(2)变形:对差进行变形(因式分解、通分、配方等);
(4)作出结论.这种比较大小的方法通常称为作差比较法.其思维过程:作差→变形→判断符号→结论,其中变形是判断符号的前提.
(3)判断差的符号:结合变形的结果及题设条件判断差的符号;
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例题讲解
例2 已知a>0,b>0,求证:a3+b3≥ab2+a2b.
证明:
因为a3+b3-(ab2+a2b)=a3+b3-ab2-a2b=a3-ab2+b3-a2b
=a(a2-b2)+b(b2-a2)=(a2-b2)(a-b)=(a+b)(a-b)2,
因为a>0,b>0,所以(a+b)(a-b)2≥0,
当且仅当a=b时,等号成立,
所以a3+b3-(ab2+a2b)≥0,
所以a3+b3≥ab2+a2b.
注意点:
(1)利用作差法比较大小,只需判断差的符号,通常将差化为完全平方的形式或多个因式的积的形式.
(2)对于两个正值,可采用作商法比较,比较商与1的大小.
(3)对于某些问题也可以采用取中间值的方法比较大小.
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1.如图,在一块长为22m,宽为17m的矩形地面上,要修建同样宽的两条互相垂直的道路(两条道路分別与矩形的一条边平行),剩余部分种上草坪,使草坪的面积不小于300m2.设道路宽为xm,根据题意可列出的不等式为( )
A.(22-x)(17-x)≤300
B.(22-x)(17-x)≥300
C.(22-x)(17-x)>300
D.(22-x)(17-x)<300
练一练
B
22m
17m
x
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练一练
2.比较(x-3)2与(x-2)(x-4)的大小.
解:(x-3)2-(x-2)(x-4)
=x2-6x+9-x2+6x-8
=1>0
所以(x-3)2>(x-2)(x-4)
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探究新知
任务3:探究重要不等式.
4个直角三角形的面积和为2ab,正方形的面积为a2+b2.
探究:右图正方形ABCD为4个全等直角三角形围成的图形,你能找出阴影部分的面积和正方形ABCD有什么关系吗?用不等式表示出来.
a2+b2>2ab
由于正方形ABCD的面积大于4个直角三角形的面积和,我们就得到了一个不等式
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探究新知
当直角三角形变为等腰直角三角形,即a=b时,正方形EFGH中的小正方形缩为一个点,这时有
a2+b2=2ab
于是就有 a2+b2 ≥ 2ab
探究:右图正方形ABCD为4个全等直角三角形围成的图形,你能找出阴影部分的面积和正方形ABCD有什么关系吗?用不等式表示出来.
任务3:探究重要不等式.
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事实上,利用完全平方公式,得
因为∀a,b∈R,(a-b)2≥0,当且仅当a=b时,等号成立,所以 a2+b2-2ab ≥0.
因此,由两个实数大小关系的基本事实,
得 a2+b2 ≥ 2ab,当且仅当a=b时,等号成立.
一般地,∀a,b∈R,有 a2+b2 ≥ 2ab
当且仅当a=b时,等号成立.
a2+b2-2ab=(a-b)2
探究新知
归纳总结
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随堂小测
1、判断正误:
(1)任意两个实数都能比较大小. ( )
(2)a与b的差是非负实数,可表示为a-b>0. ( )
(3)实数m不大于-3,用不等式表示为m≥-3. ( )
(4)不等式+≥2中的 可以是任意实数. ( )
×
×
√
√
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随堂小测
2、某校对高一美术生划定录取分数线,专业成绩不低于95分,文化课总分高于380分,体育成绩超过45分,用不等式组表示就是( )
A. B. C. D.
B
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随堂小测
3、用一段长为30m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长18m ,要求菜园的面积不小于110㎡,靠墙的一边长为 m.试用不等式组表示其中的不等关系.
解:由于矩形菜园靠墙的一边长为 m,而墙长为18m,
所以0<≤18,这时菜园的另一条边长为=(15-)m.
因此,菜园面积S=(15-).依题意有S≥110,即(15-)≥110,
故该题中不等关系可用不等式组表示为.
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随堂小测
4、已知≤1,比较3与的大小.
解:
由 ≤1,得≤0,而>0
∴≤0
∴3≤
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【课堂小结】回顾本节课的内容,你都学到了什么?
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加油ヾ(◍°∇°◍)ノ゙
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