3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域第1课时二元一次不等式表示的平面区域学习目标1.了解二元一次不等式的概念.(数学抽象)2.会从实际情景中抽象出二元一次不等式,并判断二元一次不等式表示的平面区域.(数学抽象、直观想象、数学建模)3.会画出二元一次不等式表示的平面区域.(直观想象、逻辑推理)【必备知识·自主学习】导思1.类比一元一次不等式的定义,二元一次不等式的定义是什么?2.什么是二元一次不等式表示的平面区域?如何确定?1.二元一次不等式(1)定义:含有两个未知数,并且含有未知数的项的次数是1的不等式.(2)解集:满足二元一次不等式的x和y的取值构成有序数对(x,y),所有这样的有序数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式的解集.解集的几何意义:可以看成直角坐标系内的点构成的集合.二元一次不等式解集中的点构成什么样的图形?提示:构成直线一侧的平面区域.2.二元一次不等式表示的平面区域不等式表示区域Ax+By+C>0直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域不包括边界直线,边界画成虚线Ax+By+C≥0包括边界直线,边界画成实线(1)y≥ax+b所表示的平面区域与y>ax+b表示的平面区域有什么不同?如何体现这种区别? 提示:前者表示的平面区域含有对应直线上的点,后者表示的平面区域不含对应直线上的点.画图时用实线表示前者,用虚线表示后者.(2)x>a,y>b能表示区域吗?如果能,分别表示什么区域?提示:能.x>a表示直线x=a右侧的区域,y>b表示直线y=b上方的区域.3.二元一次不等式表示的平面区域的确定依据和方法依据直线Ax+By+C=0同一侧的所有点,把它们的坐标(x,y)代入Ax+By+C所得符号都相同方法在直线Ax+By+C=0的同一侧取某个特殊点(x0,y0)作为测试点,由Ax0+By0+C的符号可以断定Ax+By+C>0表示的是直线Ax+By+C=0哪一侧的平面区域选测试点判断平面区域时,常常选用哪些特殊点为测试点?提示:常常选用原点、坐标轴上的点作为测试点.1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”).(1)不等式x-1<0表示直线x-1=0下方的区域. ((2)点(2,1)在不等式x+y-1<0表示的平面区域内. ((3)不等式x-y-1>0表示直线x-y-1=0左上方的区域. ( 提示:(1)×.不等式x-1<0表示直线x-1=0左侧的区域.(2)×.因为2+1-1=2>0,所以点(2,1)不在不等式表示的区域内.(3)×.因为(0,0)不满足不等式,因此不等式表示的平面区域是直线的右下方.2.(教材二次开发:例题改编)二元一次不等式2x-3y-6≥0表示的平面区域是(【解析】选A.画直线2x-3y-6=0,把(0,0)代入,使得2x-3y-6<0,所以不等式2x-3y-6≥0表示的平面区域在直线2x-3y-6=0的右下方.3.直线x+2y-1=0右上方的平面区域可用不等式表示.【解析】用右上方特殊点(1,1)代入x+2y-1得结果为2>0.所以所求为x+2y-1>0.答案:x+2y-1>0【关键能力·合作学习】类型一二元一次不等式表示平面区域(直观想象、数学建模)1.在不等式x+2y-1>0表示的平面区域内的点是(A.(1,-1)B.(0,1)C.(1,0)D.(-2,0)【解析】选B.因为不等式x+2y-1>0,1-2-1=-2<0,0+2-1=1>0,1+2×0-1=0,-2+0-1=-3<0,所以点(0,1)在不等式x+2y-1>0表示的平面区域内.2.不等式2x-y-6<0表示的平面区域在直线2x-y-6=0的(A.左上方B.右上方C.左下方D.右下方【解析】选A.不等式2x-y-6<0表示的平面区域如图所示:根据点(0,0)在区域内,可知不等式2x-y-6<0表示的平面区域在直线2x-y-6=0的左上方.3.画出下面二元一次不等式表示的平面区域.(1)x-2y+4≥0;(2)y>2x.【解析】(1)画出直线x-2y+4=0,因为0-2×0+4=4>0,所以x-2y+4>0表示的区域为含(0,0)的一侧,因此所求为如图所示的区域,包括边界.(2)画出直线y-2x=0,因为0-2×1=-2<0,所以y-2x>0(即y>2x)表示的区域为不含(1,0)的一侧,因此所求为如图所示的区域,不包括边界.两点确定二元一次不等式表示平面区域第一步:直线定界.画出直线ax+by+c=0,不等式为ax+by+c>0(<0)时直线画虚线,不等式为ax+by+c≥0(≤0)时画成实线;第二步:特殊点定域.在平面内取一个特殊点,当c≠0时,常取原点(0,0).若原点(0,0)满足不等式,则原点所在的一侧即为不等式表示的平面区域;若原点不满足不等式,则原点不在的一侧即为不等式表示的平面区域.当c=0时,可取(1,0)或(0,1)作为测试点.简记为:直线定界,特殊点定域.【补偿训练】1.点(a,b)在直线2x-y+3=0的右下方,则(A.2a-b+3<0B.2a-b+3>0C.2a-b+3=0D.以上都不成立【解析】选B.点(a,b)在直线2x-y+3=0的右下方,则2a-b+3>0.2.下列选项中与点(1,2)位于直线2x-y+1=0的同一侧的是(A.(-1,1)B.(0,1)C.(-1,0)D.(1,0)【解析】选D.因为直线2x-y+1=0,所以2-2+1>0,所以点(1,2)满足2x-y+1>0,因为-2-1+1=-2<0,2×0-1+1=0,-2-0+1=-1<0,2×1-0+1=3>0,所以(1,0)和点(1,2)位于直线2x-y+1=0的同一侧.3.不等式4x-y≥0表示的平面区域是(【解析】选B.取测试点(2,0),满足4x-y≥0,可排除A,D.再根据直线y=4x的斜率k=4>1,故可排除C.4.画出不等式3x+2y+6>0表示的平面区域.【解析】画出满足条件的平面区域,如图所示:类型二已知平面区域求二元一次不等式(直观想象、逻辑推理、数学运算)1.图中阴影(包括直线)表示的区域满足的不等式是(A.x-y-1≥0B.x-y+1≥0C.x-y-1≤0D.x-y+1≤02.如图所示的平面区域(阴影部分)用不等式表示为.【解析】1.选A.直线对应的方程为x-y-1=0,对应的区域在直线的下方,当x=0,y=0时,0-0-1<0,即原点在不等式x-y-1<0对应的区域内,则阴影(包括直线)表示的区域满足的不等式是x-y-1≥0.2.由图知直线过点(-1,0),(0,3),由截距式可得+=1,即y-3x-3=0.用(0,0)代入验证,可得平面区域(阴影部分)用不等式表示为y-3x-3<0.答案:y-3x-3<0用不等式表示平面区域的步骤(1)利用已知平面区域边界上点的坐标求出直线方程.(2)将平面区域内的特殊点代入直线方程,判断不等号的方向.(3)结合平面区域的边界虚实写出相应的不等式.【补偿训练】1.图中的平面区域(阴影部分),用不等式表示为.【解析】直线过(4,0),两点,所以直线为2x+3y-8=0,则阴影部分表示为2x+3y-8≥0. 答案:2x+3y-8≥02.如图所示的平面区域(阴影部分)用不等式表示为.【解析】由截距式可得直线方程为+=1,即y=-x+1.因为0<-×0+1,且原点在阴影部分中,故阴影部分可用不等式y<-x+1,即x+2y-2<0表示.答案:x+2y-2<03.写出表示下列平面区域的二元一次不等式:【解析】①x+y-1≤0;②x-2y+2<0;③x+y≥0.类型三二元一次不等式表示平面区域的应用(逻辑推理、数学运算、数学建模) 角度1 求参数的范围【典例】若点A(1,1),B(2,-1)位于直线x+y-a=0的两侧,则a的取值范围为.【思路导引】将点A,B的坐标代入直线的左边,符号相反.【解析】因为点A(1,1),B(2,-1)位于直线x+y-a=0的两侧,所以(1+1-a)(2-1-a)<0,即(2-a)(1-a)<0,则(a-1)(a-2)<0,解得1<a<2.答案:(1,2)将本例的条件改为“位于直线的同侧”,试求a的范围.【解析】因为点A(1,1),B(2,-1)位于直线x+y-a=0的同侧,所以(1+1-a)(2-1-a)>0,即(2-a)(1-a)>0,则(a-1)(a-2)>0,解得a<1或a>2.角度2 求参数的值【典例】若点P(a,3)到直线4x-3y+1=0的距离为4,且在不等式2x+y-3>0表示的平面区域内,则点P的横坐标是(A.7或-3B.7C.-3D.-7或3【思路导引】先求出a的范围,利用点到直线的距离求出a.【解析】选B.把(a,3)代入2x+y-3>0,得2a+3-3>0,得a>0,点P(a,3)到直线4x-3y+1=0的距离为4,则=4,得a=-3或a=7,所以a=7.平面内任意两点P(x1,y1),Q(x2,y2)与直线Ax+By+C=0位置关系(不在直线上)的判断方法(1)P(x1,y1),Q(x2,y2)在直线Ax+By+C=0同侧⇔(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)>0.(2)P(x1,y1),Q(x2,y2)在直线Ax+By+C=0异侧⇔(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)<0.1.若点A(2,0),B(a,4)在直线y=3x+7的两侧,则a的取值范围是(A.a<-1B.a>-1C.a>19D.a<19【解析】选A.因为点A(2,0),B(a,4)在直线y=3x+7的两侧,所以(2×3+7)(3a-4+7)<0,即3a+3<0,解得a<-1.2.点P(m,1)不在不等式x+y-2<0表示的平面区域内,则实数m的取值范围是(A.m<1B.m≤1C.m≥1D.m>1【解析】选C.点P(m,1)不在不等式x+y-2<0表示的平面区域内,则m+1-2≥0,解得m≥1.【课堂检测·素养达标】1.(教材二次开发:习题改编)点P(1,3)在直线l:x-2y+1=0的(A.左上方B.左下方C.右上方D.右下方【解析】选A.作出直线x-2y+1=0和点P,由图象可知点P位于直线l的左上方.2.已知点P1(0,1),P2(2,1),P3(-1,2),P4(3,3),则在4x-5y+1≤0表示的平面区域内的点的个数是( A.1 B.2 C.3 D.4【解析】选C.经验证,P1,P3,P4均在区域内.3.点P(m,n)不在不等式5x+4y-1>0表示的平面区域内,则m,n满足的条件是.【解析】由题意知P在不等式5x+4y-1≤0表示的平面区域内,则5m+4n-1≤0.答案:5m+4n-1≤04.点(3,4)不在不等式y≤3x+b表示的区域内,而点(4,4)在此区域内,则实数b的取值范围是.【解析】因为点(3,4)不在不等式y≤3x+b表示的区域内,而点(4,4)在此区域内,所以,即,得-8≤b<-5,即实数b的取值范围是[-8,-5).答案:[-8,-5)【新情境·新思维】点A(2,-3),B(3,2),已知直线l:y=-ax-2与线段AB有交点,则实数a的取值范围是( A.-≤a≤ B.-≤a≤C.a≤-或a≥D.a≤-或a≥【解析】选B.根据题意,直线l:y=-ax-2,即ax+y+2=0与线段AB有交点,则A,B在直线l的两侧或在直线上,则有(2a-3+2)(3a+2+2)≤0,解可得-≤a≤.。