《等式性质与不等式性质(二)》教学设计【高中数学人教A版必修第一册教案】

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不等式的性质(二)

问题导入

问题1 上节课我们知道了现实世界的大小关系包括相等关系和不等关系两类,学会从现实问题中抽象出不等式,知道解不等式要用不等式的性质,今天我们来学习不等式的性质.因为不等式和等式一样,都是大小关系的刻画,所以我们可以从等式性质及其研究方法出发,通过类比研究不等式性质.首先梳理一下,等式都有哪些性质?

答案:

性质1:如果a=b,那么b=a;

性质2:如果a=b,b=c,那么a=c;

性质3:如果a=b,那么a±c=b±c;

性质4:如果a=b,那么ac=bc;

性质5:如果a=b,c≠0那么cbca.

追问 观察等式的5条基本性质,哪些性质具有共性?是什么?

答案:性质3,4,5具有共性,它们都是在等式的两边进行了相同的运算,是从运算的角度提出的,性质3可以看作同一种运算,即加法运算,性质4和5可以看作是乘法运算. 性质1是等式的对称性,性质2是等式的传递性,是等式自身的特性.

总之,等式的基本性质有“等式自身的特性”和“等式对运算的不变性”两种.这两个方面反映了等式大小关系的本质属性.它告诉我们什么是代数的性质:运算中的不变性就是性质.也揭示了研究代数性质的方法:寻找运算中的不变性.

新知探究

1.类比猜想、证明结论

问题2 类比等式的性质,我们可以从哪两方面猜想不等式的性质?并写出你猜想的不等式的性质.

答案:从“不等式自身的特性”和“不等式对运算的不变性”两方面研究不等式的基本性质.

猜想1:如果a>b,那么b

猜想2:如果a>b,b>c,那么a>c;

猜想3:如果a>b,那么a+c>b+c;

猜想4:如果a>b,那么ac>bc; 猜想5:如果a>b,c≠0,那么cbca.

追问1 我们知道,类比得到的猜想不一定正确,那么如何论证或者反驳呢?请说明你的猜想正确与否.

答案:要说明猜想正确,需要给出证明;要说明猜想错误,只需举出反例.

猜想1证明:∵a>b,∴a-b>0,

又∵正数的相反数是负数,

∴-(a-b)<0,即b-a <0.

∴b

性质1:如果a>b,那么b

猜想2证明:∵a>b,b>c,

∴a-b>0,b-c>0.

根据两个正数的和还是正数,得(a-b)+(b-c)>0,

∴a-c>0, ∴a>c.

性质2:如果a>b,b>c,那么a>c.

猜想3证明:∵a>b, ∴a-b>0,

∴(a+c)-(b+c)= a-b>0.

∴a+c>b+c.

性质3:如果a>b,那么a+c>b+c.

追问2 从不同角度表达不等式的性质,可以加深理解,用文字语言怎样表达性质3呢?

答案: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.

追问3 两个实数大小关系还可以直观地在数轴上表达出来,你能从几何意义的角度对这个性质进行解释吗?

答案:如图1,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,得到另外两个点A1和B1,A与B和A1与B1的左右位置不变.

追问4 在等式中,如果a+b=c,那么a=c-b,你能利用性质3得到不等式中的移项法则吗?

答案:如果a+b>c,

依据性质3得a+b+(-b)>c+(-b), 图1 所以a>c-b.

即不等式中任何一项可以改变符号后移到不等号的另一边.

问题3 上述猜想4和5正确吗?为什么?如果不正确,应该怎样修正?

答案:两个结论不正确.比如3>2,c=-1,3×(-1)<2×(-1),所以猜想4不正确;

3÷(-1)<2÷(-1),所以猜想5也不正确.

利用作差比较分析,发现ac-bc=(a-b)c,由于a-b>0,所以(a-b)c的正负由c的正负决定,从而需要分析讨论.

性质4:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac

追问1 用文字语言怎样表述此性质?

答案: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.

此性质反映了“不等式在乘法运算中的规律性”.对于“乘法”和“除法”可以合并为“乘法”,高中数学对运算的认识更趋于一般性,乘法是基本运算,此性质仍为基本性质.

问题4 上面通过类比,从不等式的“自身特性”和“对运算的不变性”两个视角,得到了不等式的四条基本性质.不等式与等式基本性质的共性与差异有哪些?

答案:共性:两者都具有“自身特性”和“运算中的不变性、规律性”.

差异:由于不等号具有方向性,所以“自反性”和“两边同乘负数时,不等号变号”是不等式表现出的特性.应用时要注意分类讨论.

问题5 利用不等式的基本性质,你还能得到哪些不等式性质?比如将性质3一般化,即在不等式两边同加不同的实数,即不等式的两边分别加上不相等的两个数,能得到什么不等关系?试试用已有的不等式性质证明你的猜想.

答案:猜想:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.

证明:∵a>b,c>d ,∴a-b>0 ,c-d>0.

∴(a-b)+(c-d)>0,即(a+c)-(b+d)>0.

∴a+c>b+d.

追问1 你能用不等式性质证明吗?

证明:由性质3,得a+c>b+c,c+b>d+b,由性质2,得a+c>b+d.

性质5:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.

问题6 在基本性质4中,不等式的两边同乘同一个实数.将之一般化,如果同乘不同的实数,能得到什么结论?

答案:猜想:如果a>b,c>d,那么ac>bd.

追问1 你认为上述结论是否正确?为什么?如何修正?

答案:不正确.例如:3>2,-4>-5,而3×(-4)<2×(-5). 根据性质4,不等式只对正数乘法具有“保号性”,修正之后得到

性质6:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.

追问2 再将性质6特殊化,即令a=c,b=d,能得到什么结论?

答案:如果a>b>0,那么a2>b2,并能推广到“如果a>b>0,那么an>bn(n∈N*,

n≥2)”.这是不等式的性质7,它是性质6的特例.

性质7:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N*,n2).

2.应用结论,加深理解

例1 已知a>b>0,c<0,求证:bcac.

证明:∵a>b>0,∴ab>0,01ab,

于是abbaba11,即ab11.

又由c<0,得bcac.

例2 实数a,b满足32ab,14.ab

(1)求实数a,b的取值范围.

(2)求32ab的取值范围.

解:(1)32ab,14ab,

426a,23a,

32ab,41ab,

723b,7322b;

(2)设32abxabyabxyaxyb,

32xyxy,解得1252xy,

153222ababab,

32ab,14ab,

31122ab,551022ab,

1541122abab,即43211.ab 归纳总结,布置作业

问题8 本节课我们重点学习了不等式的基本性质和不等式的常用性质,你是怎样研究不等式的基本性质的?在探究不等式性质时经历了什么过程?并继续补充本单元的知识结构图.

答案:先梳理等式的基本性质及蕴含的思想方法,通过类比,从不等式的自身性质和运算的角度猜想并证明不等式的基本性质,由不等式的基本性质推出不等式的一些常用性质.

经历的过程:前备经验—归纳特点—类比猜想—推理证明(修正)—理解表达—探究个性—应用反思.

延续上节课,这两节课的研究过程和内容结构图如下:

相等关系 不等关系

等式 不等式

等式的性质 不等式的性质

实数大小的基本事实性质 类比