高中数学 第三章 3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域导学案新人教A版必修5
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24.二元一次不等式表示的平面区域教学目标 班级______ 姓名____________1.了解二元一次不等式的概念.2.理解二元一次不等式的几何意义.3.会画二元一次不等式表示的平面区域.教学过程一、二元一次不等式的概念.1.二元一次不等式的定义:我们把含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式称为二元一次不等式.我们把由几个二元一次不等式组成的不等式组称为二元一次不等式组.2.二元一次不等式的解集:满足二元一次不等式(组)的x 和y 的取值构成有序数对),(y x ,所有这样的有序数对),(y x 构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集.二、二元一次不等式的几何意义.1.几何意义:在平面直角坐标系中,二元一次不等式0≠++C By Ax 表示直线0=++C By Ax 某一侧所有点组成的平面区域,该直线为平面区域的边界.2.虚线:把直线画成虚线,表示区域不包含边界(不取等),如0>++C By Ax 或0<++C By Ax .3.实线:把直线画成实线,表示区域包含边界(取等),如0≥++C By Ax 或0≤++C By Ax .4.性质:直线0=++C By Ax 将平面划分成两个区域,二元一次不等式0>++C By Ax 和0<++C By Ax 各表示其中一个区域.满足二元一次不等式的有序数对),(y x 一定是该不等式所对应区域中的点.三、判断二元一次不等式所表示的平面区域.思考:直线0=++C By Ax 可将平面划分成两个区域,我们怎样判断二元一次不等式0>++C By Ax 表示哪个区域?二元一次不等式所表示区域的点的坐标一定会满足该二元一次不等式.由此我们可以得到一个判断二元一次不等式所表示区域的方法——特殊点法.1.特殊点法:(1)在直线的一侧(不能在直线上)取一个特殊点.常取)0,0(、)0,1(、)1,0(中的一个;(2)将点的坐标代入二元一次不等式计算;(3)若不等式成立,则所取点的这一侧即为该二元一次不等式所表示的区域; 若不等式不成立,则所取点的对面一侧为该二元一次不等式所表示的区域.例1:画出二元一次不等式022>-+y x 所表示的区域.练1:画出下列二元一次不等式所表示的区域.(1)022≥++y x ; (2)022≤++y x ;(3)022≥+-y x ; (4)022≤+-y x .2.标准式法:(1)将二元一次不等式化成标准形式:0≠++C By Ax )0(>A ;(2)大于取右,小于取左;含等画实,不含画虚.作业:画出下列二元一次不等式所表示的区域.(1)03≤+-y x ; (2)01≥++y x ;(3)32>+y x ; (4)33-<-y x .。
第三课 不等式[核心速填]1.比较两实数a ,b 大小的依据a -b >0⇔a >b .a -b =0⇔a =b .a -b <0⇔a <b .2.不等式的性质3.Ax +By +C (B >0)⎩⎪⎨⎪⎧>0<0表示对应直线⎩⎪⎨⎪⎧上下方区域.4.二元一次不等式组表示的平面区域每个二元一次不等式所表示的平面区域的公共部分就是不等式组所表示的区域. 5.两个不等式[题型探究]一元二次不等式的解法[探究问题]1.当a >0时,若方程ax 2+bx +c =0有两个不等实根α,β且α<β,则 不等式ax 2+bx +c >0的解集是什么?提示:借助函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可知,不等式的解集为{x |x <α或x >β}.2.若[探究1]中的a <0,则不等式ax 2+bx +c >0的解集是什么? 提示:解集为{x |α<x <β}.3.若一元二次方程ax 2+bx +c =0的判别式Δ=b 2-4ac <0,则ax 2+bx +c >0的解集是什么?提示:当a >0时,不等式的解集为R ;当a <0时,不等式的解集为∅.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>02x 2+2k +5x +5k <0的整数解只有-2,求k 的取值范围.【导学号:91432361】思路探究:不等式组的解集是各个不等式解集的交集,分别求解两个不 等式,取交集判断.[解] 由x 2-x -2>0,得x <-1或x >2.对于方程2x 2+(2k +5)x +5k =0有两个实数解x 1=-52,x 2=-k .(1)当-52>-k ,即k >52时,不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-k <x <-52,显然-2∉ ⎝ ⎛⎭⎪⎫-k ,-52.(2)当-k =-52时,不等式2x 2+(2k +5)x +5k <0的解集为∅.(3)当-52<-k ,即k <52时,不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-52<x <-k. ∴不等式组的解集由⎩⎪⎨⎪⎧x <-1,-52<x <-k ,或⎩⎪⎨⎪⎧x >2,-52<x <-k 确定.∵原不等式组整数解只有-2, ∴-2<-k ≤3,故所求k 的范围是-3≤k <2.母题探究:.(变条件,变结论)若将例题改为“已知a ∈R ,解关于x 的不 等式ax 2-2x +a <0”.[解] (1)若a =0,则原不等式为-2x <0,故解集为{x |x >0}. (2)若a >0,Δ=4-4a 2.①当Δ>0,即0<a <1时,方程ax 2-2x +a =0的两根为x 1=1-1-a 2a ,x 2=1+1-a 2a,∴原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1-1-a 2a <x <1+1-a 2a . ②当Δ=0,即a =1时,原不等式的解集为∅. ③当Δ<0,即a >1时,原不等式的解集为∅. (3)若a <0,Δ=4-4a 2.①当Δ>0,即-1<a <0时,原不等式的解集为错误!. ②当Δ=0,即a =-1时,原不等式可化为(x +1)2>0, ∴原不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠-1}. ③当Δ<0,即a <-1时,原不等式的解集为R . 综上所述,当a ≥1时,原不等式的解集为∅;当0<a <1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1-1-a 2a <x <1+1-a 2a ; 当a =0时,原不等式的解集为{x |x >0};当-1<a <0时,原不等式的解集为错误!;当a =-1时,原不等式的解集 为{x |x ∈R 且x ≠-1};当a <-1时,原不等式的解集为R . [规律方法] 不等式的解法 (1)一元二次不等式的解法.①将不等式化为ax 2+bx +c >0(a >0)或ax 2+bx +c <0(a >0)的形式; ②求出相应的一元二次方程的根或利用二次函数的图象与根的判别式确 定一元二次不等式的解集.,(2)含参数的一元二次不等式.,解题时应先看二次项系数的正负,其次考 虑判别式,最后分析两根的大小,此种情况讨论是必不可少的.不等式恒成立问题已知不等式mx 2-mx -1<0.(1)若x ∈R 时不等式恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若x ∈[1,3]时不等式恒成立,求实数m 的取值范围;(3)若满足|m |≤2的一切m 的值能使不等式恒成立,求实数x 的取值范围.【导学号:91432362】思路探究:先讨论二次项系数,再灵活的选择方法解决恒成立问题. [解] (1)①若m =0,原不等式可化为-1<0,显然恒成立;②若m ≠0,则不等式mx 2-mx -1<0 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=m 2+4m <0,解得-4<m <0.综上可知,实数m 的取值范围是(-4,0]. (2)令f (x )=mx 2-mx -1,①当m =0时,f (x )=-1<0显然恒成立; ②当m >0时,若对于x ∈[1,3]不等式恒成立,只需⎩⎪⎨⎪⎧f 1<0,f3<0即可,∴⎩⎪⎨⎪⎧f 1=-1<0,f3=9m -3m -1<0,解得m <16,∴0<m <16.③当m <0时,函数f (x )的图象开口向下,对称轴为x =12,若x ∈[1,3]时不等式恒成立,结合函数图象(图略)知只需f (1)<0即可,解得m ∈R ,∴m <0符合题意.综上所述,实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,16. (3)令g (m )=mx 2-mx -1=(x 2-x )m -1,若对满足|m |≤2的一切m 的值不等式恒成立,则只需⎩⎪⎨⎪⎧g-2<0,g 2<0,即⎩⎪⎨⎪⎧-2x 2-x -1<0,2x 2-x -1<0,解得1-32<x <1+32.∴实数x 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫1-32,1+32.[规律方法] 对于恒成立不等式求参数范围的问题常见的类型及解法有以下几种: 1.变更主元法根据实际情况的需要确定合适的主元,一般知道取值范围的变量要看做主元. 2.分离参数法若f (a )<g (x )恒成立,则f (a )<g (x )min . 若f (a )>g (x )恒成立,则f (a )>g (x )max . 3.数形结合法利用不等式与函数的关系将恒成立问题通过函数图象直观化. 1.设f (x )=mx 2-mx -6+m ,(1)若对于m ∈[-2,2],f (x )<0恒成立,求实数x 的取值范围; (2)若对于x ∈[1,3],f (x )<0恒成立,求实数m 的取值范围. [解] (1)依题意,设g (m )=(x 2-x +1)m -6,则g (m )为关于m 的一次函数,且一次项系数x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34>0,所以g (m )在[-2,2]上递增, 所以欲使f (x )<0恒成立,需g (m )max =g (2)=2(x 2-x +1)-6<0, 解得-1<x <2.(2)法一:要使f (x )=m (x 2-x +1)-6<0在[1,3]上恒成立, 则有m <6x 2-x +1在[1,3]上恒成立,而当x ∈[1,3]时, 6x 2-x +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34≥69-3+1=67, 所以m <⎝⎛⎭⎪⎫6x 2-x +1min =67,因此m 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,67. 法二:①当m =0时,f (x )=-6<0对x ∈[1,3]恒成立,所以m =0. ②当m ≠0时f (x )的图象的对称轴为x =12,若m >0,则f (x )在[1,3]上单调递增, 要使f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立, 只需f (3)<0即7m -6<0, 所以0<m <67.若m <0,则f (x )在[1,3]上单调递减, 要使f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立, 只需f (1)<0即m <6, 所以m <0.综上可知m 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,67.线性规划问题已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -13≤0,2y -x +1≥0,x +y -4≥0,且有无穷多个点(x ,y )使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =________.【导学号:91432363】思路探究:先画出可行域,再研究目标函数,由于目标函数中含有参数m ,故需讨论m 的值,再结合可行域,数形结合确定满足题意的m 的值.1 [作出线性约束条件表示的平面区域,如图中阴影部分所示.若m =0,则z =x ,目标函数z =x +my 取得最小值的最优解只有一个,不符合题意. 若m ≠0,目标函数z =x +my 可看作动直线y =-1m x +zm,若m <0,则-1m>0,数形结合知使目标函数z =x +my 取得最小值的最优解不可能有无穷多个;若m >0,则-1m<0,数形结合可知,当动直线与直线AB 重合时,有无穷多个点(x ,y )在线段AB 上,使目标函数z =x +my 取得最小值,即-1m=-1,则m =1.综上可知,m =1.] [规律方法]1.线性规划在实际中的类型主要有:(1)给定一定数量的人力、物力资源,如何运用这些资源,使完成任务量最大,收到的效益最高;(2)给定一项任务,怎样统筹安排,使得完成这项任务耗费的人力、物力资源最少.2.解答线性规划应用题的步骤:(1)列:设出未知数,列出约束条件,确定目标函数.(2)画:画出线性约束条件所表示的可行域.(3)移:在线性目标函数所表示的一组平行线中,利用平移的方法找出与可行域有公共点且纵截距最大或最小的直线.(4)求:通过解方程组求出最优解.(5)答:作出答案.[跟踪训练]2.制定投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且要考虑可能出现的亏损.某投资人打算投资甲、乙两个项目,根据预测,甲、乙项目可能的最大盈利率分别为100%和50%,可能的最大亏损率分别为30%和10%,投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元,问投资人对甲、乙两个项目各投资多少万元,才能使可能的盈利最大?[解]设投资人分别用x万元、y万元投资甲、乙两个项目.由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤10,0.3x+0.1y≤1.8,x≥0,y≥0,目标函数z=x+0.5y.画出可行域如图中阴影部分.作直线l0:x+0.5y=0,并作平行于l0的一组直线x+0.5y=z,z∈R,与可行域相交,其中有一条直线经过可行域上的点M时,z取得最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x+y=10,0.3x+0.1y=1.8,得⎩⎪⎨⎪⎧x=4,y=6,即M(4,6).此时z=4+0.5×6=7(万元).∴当x=4,y=6时,z取得最大值,即投资人用4万元投资甲项目,6万元投资乙项目,才能在确保亏损不超过1.8万元的前提下,使可能的盈利最大.利用基本不等式求最值设函数f(x)=x+ax+1,x∈[0,+∞).(1)当a=2时,求函数f(x)的最小值;(2)当0<a<1时,求函数f(x)的最小值.【导学号:91432364】思路探究:(1)将原函数变形,利用基本不等式求解. (2)利用函数的单调性求解. [解] (1)把a =2代入f (x )=x +ax +1,得f (x )=x +2x +1=(x +1)+2x +1-1, ∵x ∈[0,+∞), ∴x +1>0,2x +1>0, ∴x +1+2x +1≥22,当且仅当x +1=2x +1, 即x =2-1时,f (x )取等号,此时f (x )min =22-1. (2)当0<a <1时,f (x )=x +1+ax +1-1若x +1+ax +1≥2a ,则当且仅当x +1=ax +1时取等号,此时x =a -1<0(不合题意), 因此,上式等号取不到.f (x )在[0,+∞)上单调递增.∴f (x )min =f (0)=a .3.某种商品原来每件售价为25元,年销售8万件.(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?(2)为了扩大该商品的影响力,提高年销售量.公司决定明年对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到x 元,公司拟投入16(x 2-600)万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入15x 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品明年的销售量a 至少应达到多少万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时每件商品的定价.[解] (1)设每件定价为t 元,依题意,有[8-(t -25)×0.2]t ≥25×8, 整理得t 2-65t +1 000≤0, 解得25≤t ≤40.因此要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元.(2)依题意,x >25时,不等式ax ≥25×8+50+16(x 2-600)+15x 有解,等价于x >25时,a ≥150x +16x +15有解.∵150x +16x ≥2150x ·16x =10(当且仅当x =30时,等号成立), ∴a ≥10.2.因此当该商品明年的销售量a 至少应达到10.2万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的定价为每件30元.。
课题:二元一次不等式(组)与平面区域课型:新授课一、教材分析:本节所处的地位、特点、作用本节选自北师大教版《普通高中课程标准实验教科书》数学必修5第三章第四节第一课时内容,教学大纲对这部分内容的要求是了解二元一次不等式表示平面区域,了解线性规划的意义,并会简单的应用。
这是《新大纲》中增加的新内容,不仅为传统的高中数学注入了新鲜的血液,而且给学生提供了学数学、用数学的机会,体现了新课程理念。
在此之前,学生已经学习了直线的方程,已掌握二元一次方程与平面直线的对应关系,同时也学习了数形结合的思想方法。
为研究二元一次不等式与平面区域的对应关系做了准备。
这一节内容,是介绍直线方程的简单应用(即简单的线性规划)的基础,起到承前启后的作用。
二、学生情况分析:1)学习者的阶段性特征:通过已教过的经验和学生已有知识基础看,对于二元一次不等式(组)与平面区域二元一次不等式(组)与平面区域的学习,关键在于弄清楚和理解掌握口诀“直线定界,取点定域”,“系数化正、左小右大”。
学生前两节学习的基础上,对不等式的理性思维能力已经有了初步形成,但存在个别差异。
2)学习者个性特征:高一(E)班是普通班,而且是高一中数学比较差的一个班级。
全班整体数学基础比较薄弱。
在讲解的过程中要做到细致,耐心。
三、教学目标分析1、知识与技能:了解二元一次不等式(组)的相关概念,能画出二元一次不等式(组)表示的平面区域,会解决简单的关于二元一次不等式(组)的实际问题;2、过程与方法:学生在学会知识的过程中,培养学生运用数学方法解决问题的能力,会准确地阐述自己的思路和观点,着重培养学生的认知能力;3、情态与价值:通过本节内容的学习,培养学生的数学应用意识,体会数学在实际问题中的重要应用,提高学习数学的兴趣;通过自主探索、合作交流,增强数学的情感体验,提高创新意识。
四、教学重点、难点和关键教学重点:从实际问题中抽象出二元一次不等式(组),会画二元一次不等式(组)表示的平面区域;教学难点:准确画出二元一次不等式(组)表示平面区域;关键:理解掌握口诀“直线定界,取点定域”,“系数化正、左小右大”。
新人教版高中数学优质公开课精品教案及点评资料二元一次不等式(组)与平面区域点评本课从教材实际情境引入,通过对实际情境分析,从现实生活中抽象出所要研究的数学模型,引出二元一次不等式(组)的相关概念,让学生体验数学问题是客观存在,来源于生活又服务于生活。
在探究中,注重探究过程。
通过师生互动,教师步步追问,让所有问题成为一个整体的问题串,使得学生的思维具有整体性、系统性。
特别是在教师的引导追问下,学生主动探究,小组合作,通过猜想、验证,从特殊到一般,归纳得出结论。
之后,通过例题、练习进行运用、理解,巩固。
最后师生共同反思小结,对所学内容进行概括,并对探究过程中的数学方法进行研究,对课堂知识进行了升华。
这样的教学设计既体现了本课数学内容的生成过程,又与学生的认知过程相吻合,充分体现了课改的基本理念。
在探究中,注重探究方法的运用。
从实际生活中建立数学模型,然后从学生熟知的一元一次不等式组所表示的解集出发,引发二元一次不等式的类比探究。
同时从方程组的思想到不等式组的思想,单个突破,寻求二元一次不等式解集所表示的平面区域。
在直角坐标系中,直线将平面分为三部分,其中分类讨论以不等式的解为坐标的点与直线的位置关系。
在证明过程中利用转化的思想,学生得出特殊结论,再转化为一般性结论,达到完成探究目的。
在探究中,注重探究手段。
通过几何画板的模拟演示,让学生更加直观,使信息技术成为学生实验、探究、操作的工具,引导学生通过技术,发现数学、建立数学。
教师能把传统教学中的“板书、板演、对答、展示等”行之有效的教学方法与现代信息技术等有机结合,发挥两者的最佳效益,又避免两者的不足。
课堂教学实践表明,课堂教学效果是好的。
人教版新课标普通高中◎数学⑤必修第三章不等式概述不等关系与相等关系都是客观事物的基本数量关系,是数学研究的重要内容.建立不等观念,处理不等关系与处理等量问题是同样重要的.根据课程标准,在本章中,学生将通过具体情境,感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值;掌握求解一元二次不等式的基本方法,并能解决一些实际问题;能用二元一次不等式组表示平面区域,并尝试解决一些简单的二元线性规划问题;认识基本不等式及其简单应用;体会不等式、方程及函数之间的内在联系.1.内容与课程学习目标本章主要学习描述不等关系的数学方法,一元二次不等式的解法及其应用,线性规划问题,基本不等式及其应用等,通过学习,要使学生达到以下目标:(1)通过具体情境,感受在现实世界和日常生活中存在着大量的数量关系,了解不等式(组)的实际背景.(2)经历从实际情境中抽象出一元二次不等式模型的过程;通过函数图象了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系;会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,尝试设计求解的程序框图.(3)从实际情境中抽象出二元一次不等式组;了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组;从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.(4)探索基本不等式的证明过程;会用基本不等式解决简单最大(小)值问题.2.教学要求(1)基本要求①了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景;理解不等式(组)对于刻划不等关系的意义和价值;会用不等式(组)表示实际问题中的不等关系,能用不等式(组)研究含有不等关系的实际问题.②理解并掌握不等式的基本性质;了解从实际情境中抽象出一元二次不等式模型的过程.③理解一元二次不等式的概念;通过图象,理解并掌握一元二次不等式、二次函数及一元二次方程之间的关系.④理解并掌握解一元二次不等式的过程;会求一元二次不等式解集;掌握求解一元二次不等式的程序框图及隐含的算法思想,会设计求解的过程.⑤了解从实际情境中抽象出二元一次不等式(组)模型的过程;理解二元一次不等式(组)、二元一次不等式(组)的解集的概念;了解二元一次不等式的几何意义,理解(区域)边界的概念及实线、虚线边界的含义;会用二元一次不等式(组)表示平面区域,能画出给定的不等式(组)表示的平面区域.1教师备课系统──多媒体教案2 ⑥了解线性约束条件、目标函数、线性目标函数、线性规划、可行解、可行域、最优解的概念;掌握简单的二元线性规划问题的解法.⑦了解基本不等式的代数背景、几何背景以及它的证明过程;理解算术平均数,几何平均数的概念;会用基本不等式解决简单的最大(小)值的问题;通过基本不等式的实际应用,感受数学的应用价值.(2)发展要求①体会不等式的基本性质在不等式证明中所起的作用.②会从实际情景中抽象出一些简单的二元线性规划问题并加以解决.(3)说明①不等式的有关内容将在选修4-5中作进一步讨论.②淡化解不等式的技巧性要求,突出不等式的实际背景及其应用.③突出用基本不等式解决问题的基本方法,不必推广到三个变量以上的情形.3. 教学内容及课时安排建议3.1不等式与不等关系(约2课时)3.2一元二次不等式及其解法(约2课时)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(约2课时)3.3.2简单的线性规划问题(约2课时)3.4基本不等式:2ba ab +≤(约2课时)人教版新课标普通高中◎数学⑤ 必修33.1 不等关系与不等式教案 A第1课时教学目标一、知识与技能通过具体情景,感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,理解不等式(组)的实际背景,掌握不等式的基本性质.二、过程与方法通过解决具体问题,学会依据具体问题的实际背景分析问题、解决问题的方法.三、情感、态度与价值观通过解决具体问题,体会数学在生活中的重要作用,培养严谨的思维习惯. 教学重点和难点教学重点:用不等式(组)表示实际问题的不等关系;并用不等式(组)研究含有不等关系的问题;理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值.教学难点:用不等式(组)正确表示出不等关系.教学关键:将实际问题的不等关系转化为数学中不等式问题.教学突破方法:通过分析实践、自主探究、合作交流等一系列的寻求问题解决方法的活动,讨论解决方法.教法与学法导航教学方法:观察法、探究法、尝试指导法、讨论法.学习方法:从具体上升到理论,再由理论指导具体的练习,从而强化学生对知识的理解与掌握.教学准备教师准备:多媒体、黑板、教材.学生准备:直尺、教材.教学过程一、创设情境,导入新课在现实世界和日常生活中,既有相等关系,又存在着大量的不等关系.如两点之间线段最短、三角形两边之和大于第三边,等等.人们还经常用长与短、高与矮、轻与重、胖与瘦、大与小、不超过或不少于等来描述某种客观事物在数量上存在的不等关系.在数学中,我们用不等式来表示不等关系.下面我们首先来看如何利用不等式来表示不等关系.二、主题探究,合作交流1. 用不等式表示不等关系引例1:限速40km /h 的路标,指示司机在前方路段行驶时,应使汽车的速度v 不超过40km/h ,写成不等式就是40v .教师备课系统──多媒体教案4引例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%,写成不等式组就是——用不等式组来表示.3.2,5.20000≥≥p f问题1:设点A 与平面α的距离为d ,B 为平面α上的任意一点,则||d AB ≤. 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,若单价每提高0.1元,销售量就可能相应减少2 000本.若把提价后杂志的定价设为x 元,怎样用不等式表示销售的总收入仍不低于20万元呢?解:设杂志社的定价为x 元,则销售的总收入为 2.5(80.2)0.1x x --⨯ 万元,那么不等关系“销售的总收入不低于20万元”可以表示为不等式2.5(80.2)200.1x x --⨯≥. 问题3:某钢铁厂要把长度为4 000mm 的钢管截成500mm 和600mm 两种.按照生产的要求,600mm 的数量不能超过500mm 钢管的3倍. 怎样写出满足所有上述所有不等关系的不等式呢?解:假设截得500 mm 的钢管 x 根,截得600mm 的钢管y 根.根据题意,应有如下的不等关系:(1)截得两种钢管的总长度不超过4 000mm ;(2)截得600mm 钢管的数量不能超过500mm 钢管数量的3倍;(3)截得两种钢管的数量都不能为负.要同时满足上述的三个不等关系,可以用下面的不等式组来表示:5006004000300.x y x y x y +≤⎧⎪≥⎪⎨≥⎪⎪≥⎩,,, 三、拓展创新,应用提高1. 试举几个现实生活中与不等式有关的例子.2. 教材第74页的练习 第1、2题.四、小结用不等式(组)表示实际问题的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题.五、课堂作业教材第75页习题 3.1A 组 第4、5题.人教版新课标普通高中◎数学⑤ 必修5第2课时教学目标一、知识与技能掌握不等式的基本性质,会用不等式的性质证明简单的不等式.二、过程与方法通过解决具体问题,学会依据具体问题的实际背景分析问题、解决问题的方法.三、情感、态度与价值观通过讲练结合,培养学生转化的数学思想和逻辑推理能力.教学重点和难点教学重点:掌握不等式的性质和利用不等式的性质证明简单的不等式.教学难点:利用不等式的性质证明简单的不等式.教学关键:学生会用不等式的性质证明简单的不等式和比较两个数的大小.教学突破方法:通过问题解决情景的设置、投影错例展示的方式,解决学生对不等式的理解.教法与学法导航教学方法:采用探究法,遵循从具体到抽象的原则.学习方法:通过观察、分析、讨论,引导学生归纳小结出不等式的基本性质,设计较典型的问题,总结解题的规律.教学准备教师准备:多媒体、黑板、教材.学生准备:直尺、教材.教学过程一、创设情境,导入新课关于不等式的几个基本事实0;0;0.a b a b a b a b a b a b >⇔->⎧⎪=⇔-=⎨<⇔-<⎪⎩在初中,我们已经学习过不等式的一些基本性质,请同学们回忆初中不等式的的基本性质.1. 不等式的两边同时加上或减去同一个数,不等号的方向不改变,即若a b a c b c >⇒±>±;2. 不等式的两边同时乘以或除以同一个正数,不等号的方向不改变,即若,0a b c ac bc >>⇒>;3. 不等式的两边同时乘以或除以同一个负数,不等号的方向改变,即若,0a b c ac bc ><⇒<.二、主题探究,合作交流1. 不等式的基本性质教师备课系统──多媒体教案6 师:同学们能证明以上不等式的基本性质吗?证明:(1)()()0a cbc a b+-+=->,∴a c b c+>+;(2)()()0>-=---bacbca,∴cbca->-.实际上,我们还有,a b b c a c>>⇒>.(证明:∵a>b,b>c,∴a-b>0,b-c>0.)根据两个正数的和仍是正数,得(a-b)+(b-c)>0,即a-c>0,∴a>c.于是,我们就得到了不等式的基本性质:(1)abba<⇔>;(2),a b b c a c>>⇒>;(3)a b a c b c>⇒+>+;(4),0a b c ac bc>>⇒>;,0a b c ac bc><⇒<.例1已知0,0,a b c>><求证c ca b>.证明:因为0a b>>,所以ab>0,1ab>.于是11a bab ab⨯>⨯,即11b a>.由c<0 ,得c ca b>.例2比较(a+3)(a-5)与(a+2)(a-4)的大小.分析:此题属于两代数式比较大小,实际上是比较它们的值的大小,可以作差,然后展开,合并同类项之后,判断差值正负(注意是指差的符号,至于差的值究竟是多少,在这里无关紧要).根据实数运算的符号法则来得出两个代数式的大小.比较两个实数大小的问题转化为实数运算符号问题.解:由题意可知:(a+3)(a-5)-(a+2)(a-4)=(a2-2a-15)-(a2-2a-8)=-7<0∴(a+3)(a-5)<(a+2)(a-4)2. 探索研究思考:利用上述不等式的性质,证明不等式的下列性质:(5)dbcadcba+>+⇒>>,;(6)bdacdcba>⇒>>>>0,0;人教版新课标普通高中◎数学⑤ 必修7(7))2,(0≥∈>⇒>>n N n b a b a n n ;(8))2,(0≥∈>⇒>>n N n b a b a n n .证明:(5)∵ a >b , ∴ a +c >b +c . ①∵ c >d , ∴ b +c >b +d . ②由①②得 a +c >b +d .(6)bd ac bd bc b d c bc ac c b a >⇒⎭⎬⎫>⇒>>>⇒>>0,0,.(7)同学们自己证明.(8)反证法)假设n n b a ≤,则:a b a b <⇒<=⇒=这都与b a >矛盾, ∴n n b a >.三、知识巩固,练习提高例3 已知x ≠0, 比较22)1(+x 与124++x x 的大小.解:(取差)22)1(+x -)1(24++x x22424112x x x x x =---++=.∵0≠x , ∴02>x . 从而22)1(+x >124++x x .例4 已知a >b >0,c <d <0,则ba -c 与ab -d 的大小关系为________.解析:b a -c -ab -d =b 2-bd -a 2+ac (a -c )(b -d )=(b +a )(b -a )-(bd -ac)(a -c )(b -d ).因为a >b >0,c <d <0,所以a -c >0,b -d >0,b -a <0,又-c >-d >0,则有-ac >-bd ,即ac <bd ,则bd -ac >0,所以(b +a )(b -a )-(bd -ac )<0,所以b a -c -a b -d =(b +a )(b -a )-(bd -ac )(a -c )(b -d )<0,即b a -c <ab -d ..教师备课系统──多媒体教案8 答案:ba-c<ab-d.课堂练习:教材第74页的练习第3题.四、小结本节课学习了不等式的性质,并用不等式的性质证明了一些简单的不等式,还研究了如何比较两个实数(代数式)的大小——作差法,其具体解题步骤可归纳为:第一步:作差并化简,其目标应是n个因式之积或完全平方式或常数的形式;第二步:判断差值与零的大小关系,必要时须进行讨论;第三步:得出结论.五、课堂作业教材第75页习题3.1 A组第2、3题;B组第1题.教案 B第1课时教学目标1.在学生了解了一些不等式(组)产生的实际背景的前提下,学习不等式的有关内容;利用数轴回忆实数的基本理论并能用实数的基本理论来比较两个代数式的大小,及用实数的基本理论来证明不等式的一些性质.2.通过回忆与复习学生所熟悉的等式性质类比得出不等式的一些基本性质.并在了解不等式一些基本性质的基础之上,掌握作差比较法判断两实数或代数式大小,利用它们来证明一些简单的不等式.3.通过富有实际意义问题的解决,激发学生的探究精神和严肃认真和科学态度,同时去感受数学的应用性,体会数学的奥秘与数学的结构美,激发学生的学习兴趣.教学重点用不等式(组)表示实际问题中的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题;理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值及不等式的三条基本性质.教学难点用不等式或不等式组准确地表示出不等关系,作差比较法判断两实数或代数式大小.教学过程一、导入新课章头图是一幅山峦重叠起伏的壮观画面,使学生在具体情境中感受到不等关系在现实世界和日常生活中是大量存在的,由此产生用数学研究不等关系的强烈愿望,自然地引入新课.二、提出问题1.回忆初中学过的不等式,让学生说出“不等关系”与不等式的异同,怎样利用人教版新课标普通高中◎数学⑤ 必修 9不等式研究及表示不等关系?2. 在现实世界和日常生活中,既有相等关系,又存在着大量的不等关系,你能举出一些实际例子吗?三、应用示例例1 某汽车公司由于发展的需要需购进一批汽车,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.解:设购买A 型汽车和B 型汽车分别为x 辆、y 辆,则40901000,5,6,N ,x y x y x y *+≤⎧⎪≥⎨≥⎪∈⎩,,即. 49100,5,6,N .x y x y x y *+≤⎧⎪≥⎨≥⎪∈⎩, 例2.某钢铁厂要把长度为4000mm 的钢管截成500mm 和600mm 两种,按照生产的要求,600mm 钢管的数量不能超过500mm 钢管的3倍.怎样写出满足上述所有不等关系的不等式呢?解:假设截得的500mm 钢管x 根,截得的600mm 钢管y 根.根据题意,应有如下的不等关系:5006004000,3,,.x y x y x N y N +≤⎧⎪≥⎪⎨∈⎪⎪∈⎩说明:关键是找出题目中的限制条件,利用限制条件列出不等关系.四、小结上面的例子表明,我们可以用不等式(组)来刻画不等关系.表示不等关系的式子叫做不等式,常用(<>≤≥≠、、、、)表示不等关系. 老师进一步画龙点睛,指出不等式是研究不等关系的重要数学工具.五、练习教材第74页 练习第 1、2题.六、提出新问题怎样比较两个实数的大小?七、作业教材第75页习题3.1 A 组第4、5题; B 组第1、2题.第2课时教学目标1.在学生了解了一些不等式(组)产生的实际背景的前提下,学习不等式的有关内容;利用数轴回忆实数的基本理论并能用实数的基本理论来比较两个代数式的大小,教师备课系统──多媒体教案10及用实数的基本理论来证明不等式的一些性质.2.通过回忆与复习学生所熟悉的等式性质类比得出不等式的一些基本性质.并在了解不等式一些基本性质的基础之上,掌握作差比较法判断两实数或代数式大小,利用它们来证明一些简单的不等式.3.通过富有实际意义问题的解决,激发学生的探究精神和严肃认真和科学态度,同时去感受数学的应用性,体会数学的奥秘与数学的结构美,激发学生的学习兴趣. 教学重点用不等式(组)表示实际问题中的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题,理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值及不等式的三条基本性质. 教学难点用不等式或不等式组准确地表示出不等关系,作差比较法判断两实数或代数式大小. 教学过程一、提出问题不等式是研究不等关系的重要数学工具,我们都了解哪些不等式的性质呢?1.请学生回答等式有哪些性质?2.不等式有哪些基本性质?这些性质都有何作用?二、探究不等式的性质性质1:如果b a >,那么a b <;如果a b <,那么b a >(对称性).证:∵b a >,∴0>-b a ,由正数的相反数是负数.0)(<--b a ,0<-a b ,a b <.性质2:如果b a >,c b >,那么c a >(传递性).证:∵b a >,c b >,∴0>-b a ,0>-c b .∵两个正数的和仍是正数,∴+-)(b a 0)(>-c b .∵0>-c a ,∴c a >.由对称性,性质2可以表示为如果b c <且a b <那么a c <.性质3:如果b a >,那么c b c a +>+(加法单调性)反之亦然.证:∵0)()(>-=+-+b a c b c a ,∴c b c a +>+.从而可得移项法则:b c a b c b b a c b a ->⇒-+>-++⇒>+)()(.性质4:如果b a >且d c >,那么d b c a +>+(相加法则).证:d b c a d b c b d c c b c a b a +>+⇒⎭⎬⎫+>+⇒>+>+⇒>. 推论:如果b a >且d c <,那么d b c a ->-(相减法则).人教版新课标普通高中◎数学⑤ 必修 11证:∵d c < ∴d c ->-;d b c a d c ba ->-⇒⎩⎨⎧->->.或证:)()()()(d c b a d b c a ---=---.d c ba <> ⇒⎭⎬⎫<-∴>-∴00d c b a 上式>0.性质5:如果b a >且0>c ,那么bc ac >.如果b a >且0<c ,那么bc ac <(乘法单调性).证:c b a bc ac )(-=-.∵b a >,∴0>-b a .根据同号相乘得正,异号相乘得负,得:0>c 时0)(>-c b a ,即:bc ac >;0<c 时0)(<-c b a ,即:bc ac <.性质6:如果0>>b a 且0>>d c ,那么bd ac >(相乘法则).证:bd ac bd bc b d c bc ac c b a >⇒⎭⎬⎫>⇒>>>⇒>>0,0,.推论:如果0>>b a 且d c <<0,那么d bc a>(相除法则).证:∵0>>c d ∴⇒⎪⎭⎪⎬⎫>>>>0011b a dcd bc a >.性质7:如果0>>b a , 那么n n b a > (N 1)n n ∈>且.性质8:如果0>>b a ,那么n n b a > (N 1)n n ∈>且.证:(反证法)假设n n b a ≤,则:a b a b <=这都与b a >矛盾, ∴nn b a >.三、应用实例例1 比较大小教师备课系统──多媒体教案12 ①已知0>>ba,0<c求证:bcac>;解:∵0a b>>,∴ab>0,1ab>.∴11a bab ab⨯>⨯,即11b a>.∵c<0 ,∴c ca b>.②231-和10.解:∵23231+=-,∵02524562)10()23(22<-=-=-+.∴231-<10.例2 比较)5)(3(-+aa与)4)(2(-+aa的大小.解:(取差))5)(3(-+aa-)4)(2(-+aa7)82()152(22<-=-----=aaaa.∴)5)(3(-+aa<)4)(2(-+aa.例3 已知x≠0, 比较22)1(+x与124++xx的大小.解:(取差)22)1(+x-)1(24++xx22424112xxxxx=---++=.∵0≠x,∴02>x.从而22)1(+x>124++xx.小结:比较大小的步骤:“作差-变形-定号-结论”.例4 已知2,x>比较311x x+与266x+的大小.人教版新课标普通高中◎数学⑤ 必修 13解:3232211(66)33116x x x x x x x +-+=--+- 2(3)(32)(3)x x x x =-+-+-=(3)(2)(1)x x x --------------------(*)(1)当3x >时,(*)式0>,所以 311x x +>266x +;(2)当3x =时,(*)式0=,所以 311x x +=266x +;(3)当23x <<时,(*)式0<,所以 311x x +<266x +. 说明:实数比较大小的问题一般可用作差比较法,其中变形常用因式分解、配方、通分等方法才能定号.四、课堂练习1.已知0>>b a ,0<<d c ,0<e ,求证:db ec a e ->-. 证明:⇒⎪⎭⎪⎬⎫<-<-⇒>-<-⇒⎭⎬⎫<<>>011000e d b c a d b c a d c b a d b e c a e ->-. 2.||||,0b a ab >>, 比较a 1与b 1的大小. 解:a 1-b 1aba b -=, 当0,0>>b a 时,∵||||b a >即b a >,0<-a b ,0>ab , ∴0<-ab a b ,∴a 1<b1. 当0,0<<b a 时∵||||b a >即b a <,0>-a b ,0>ab , ∴0>-ab a b ,∴a 1>b1. 3.若0,>b a , 求证:a b ab >⇔>1. 解:01>-=-aa b a b . ∵0>a , ∴0>-a b ,∴b a <.0>-⇒>a b a b .∵0>a ,∴01>-=-a b a a b , ∴1>a b .教师备课系统──多媒体教案14 五、课堂小结1.不等式的性质,并用不等式的性质证明了一些简单的不等式;2.如何比较两个实数(代数式)的大小——作差法.六、布置作业教材第75页习题3.1 A组第2、3题;B组第2、3题.。
数学·必修5(人教A版)一、本章概述不等关系是中学数学中最基本、最广泛、最普遍的关系.不等关系起源于实数的性质,产生了实数的大小关系、简单不等式、不等式的基本性质,如果赋予不等式中变量以特定的值、特定的关系,又产生了重要不等式、基本不等式等.不等式是永恒的吗?显然不是,由此又产生了解不等式与证明不等式两个极为重要的问题.解不等式即寻求不等式成立时变量应满足的范围或条件,不同类型的不等式又有不同的解法.不等式证明则是推理性问题或探索性问题.推理性即在特定条件下,阐述论证过程,揭示内在规律,基本方法有比较法、综合法、分析法;探索性问题大多是与自然数n有关的证明问题,常采用观察—归纳—猜想—证明的思路,以数学归纳法完成证明.另外,不等式的证明方法还有换元法、放缩法、反证法、构造法等.不等式中常见的基本思想方法有等价转化、分类讨论、数形结合、函数与方程.不等式的知识渗透在数学中的各个分支,相互之间有着千丝万缕的联系,因此不等式又可作为一个工具来解决数学中的其他问题,诸如集合问题,方程(组)的解的讨论,函数单调性的研究,函数定义域的确定,以及三角、数列、立体几何、解析几何中的最大值、最小值问题,这些问题无一不与不等式有着密切的联系.不等式还可以解决现实世界中反映出来的数学问题,许多问题最终归结为不等式的求解或证明.解决这类综合问题的一般思维方法是:引参,建立不等关系,解某一主元的不等式(实为分离变元),适时活用基本不等式.其中建立不等关系的常用途径是:①根据题设条件;②判别式法;③基本不等式法;④依据某些变量(如sin x,cos x)的有界性等.不等式的应用体现了一定的综合性、灵活多样性.这类问题大致可以分为两类:一类是建立不等式、解不等式;另一类是建立函数式求最大值或最小值.利用不等式解应用题的基本步骤:①审题;②建立不等式模型;③解决数学问题;④作答.本章中,不等式的证明是难点,解不等式是重点,含参数的不等式综合题是高考命题的热点.掌握不等式的意义和实数的符号法则,是分散难点和解决难点的关键.如能熟悉不等式的性质,认清基本不等式的特点,灵活运用比较、分析、综合等基本方法,认真进行思考和探索,是不难找到解题途径的.要善于进行转化变形,即化无理为有理、化分式为整式、化高次为低次、化绝对值为非绝对值等等,以突破解证不等式这一难关.通过本章的学习达到以下基本目标:1.会用不等式(组)表示不等关系;2.熟悉不等式的性质,能应用不等式的性质求解“范围问题”,会用作差法比较大小;3.会解一元二次不等式,熟悉一元二次不等式、一元二次方程和二次函数的关系;4.会作二元一次不等式(组)表示的平面区域,会解简单的线性规划问题;5.明确基本不等式及其成立条件,会灵活应用基本不等式证明或求解最值.二、主干知识1.不等式与不等关系.不等式的性质刻画了在一定条件下两个量的不等关系.不等式的性质包括“单向性”和“双向性”.单向性主要用于证明不等式,双向性是解不等式的基础.因为解不等式要求的是同解变形.要正确理解不等式的性质,必须先弄清每一性质的条件和结论、注意条件和结论的放宽和加强,以及条件与结论之间的相互联系.双向性主要有:(1)不等式的基本性质:⎩⎪⎨⎪⎧ a >b ⇔a -b >0,a =b ⇔a -b =0,a <b ⇔a -b <0,这是比较两个实数的大小的依据;(2)a >b ⇔b <a ;(3)a >b ⇔a +c >b +c .单向性主要有:(1)a >b ,b >c ⇒a >c ;(2)a >b ,c >d ⇒a +c >b +d ;(3)a >b ,c >0(c < 0)⇒ac >bc (ac <bc );(4)a >b >0,c >d >0⇒ac >bd ;(5)a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d ;(6)a >b >0,m ∈N *⇒a m >b m ;(7)a >b >0,n ∈N *,n >1⇒n a >n b .特别提醒:(1)同向不等式可以相加,异向不等式可以相减.即: 若a >b ,c >d ,则a +c >b +d ;若a >b ,c <d ,则a -c >b -d .但异向不等式不可以相加,同向不等式不可以相减.(2)左右同正不等式,同向的不等式可以相乘,但不能相除;异向不等式可以相除,但不能相乘.即:若a >b >0,c >d >0,则ac >bd ;若a >b >0,0<c <d ,则a c >b d .(3)左右同正不等式,两边可以同时乘方或开方.即:若a >b >0,n ∈N *,n >1,则a n >b n 或n a >nb .(4)若ab >0,a >b ,则1a <1b ;若ab <0,a >b ,则1a >1b .如果对不等式两边同时乘以一个代数式,要注意它的正负号,如果正负号未定,要注意分类讨论.2.一元二次不等式及其解法解一元二次不等式常用数形结合法,基本步骤如下:①将一元二次不等式化成ax 2+bx +c >0的形式,②计算判别式并求出相应的一元二次方程的实数解,③画出相应的二次函数的图象,④根据图象和不等式的方向写出一元二次不等式的解集.设相应二次函数的图象开口向上,并与x 轴相交,则有口诀:大于取两边,小于取中间.解含参数的不等式的通法是“定义域为前提,函数增减性为基础,分类讨论是关键”.要注意对字母参数的讨论,如果遇到下述情况则一般需要讨论:(1)在解含有字母的一元二次不等式时,需要考虑相应的二次函数的开口方向,对应的一元二次方程根的状况(有时要分析Δ),比较两个根的大小,设根为x 1,x 2,要分x 1>x 2、x 1=x 2、x 1<x 2讨论.(2)不等式两端乘或除一个含参数的式子时,则需讨论这个式子的正负.(3)求解过程中,需用指数函数、对数函数的单调性时,则需对它们的底数进行讨论.注意解完之后要写上:“综上,原不等式的解集是…”.若按参数讨论,最后应按参数取值分别说明其解集;若按未知数讨论,最后应求并集.一元二次不等式ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0(a>0)的解集:设相应的一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的两根为x1、x2且x1≤x2,Δ=b2-4ac,则不等式的解的各种情况如下表所示:二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=(a>0)的根ax2+bx+c>0(a>0)的解集ax2+bx+c<0(a>0)的解集Δ>0有两相异实根x1,x2(x1<x2){x|x<x1,或x>x2}{x|x1<x<x2}Δ=0有两相等实根x1=x2=-b2a{x|x≠-b2a}∅Δ<0无实根R∅特别提醒:(1)解题中要充分利用一元二次不等式的解集是实数集R和空集∅的几何意义,准确把握一元二次不等式的解集与相应一元二次方程的根及二次函数图象之间的内在联系.(2)解不等式的关键在于保证变形转化的等价性.简单分式不等式可化为整式不等式求解:先通过移项、通分等变形手段将原不等式化为右边为0的形式,然后通过符号法则转化为整式不等式求解.转化为求不等式组的解时,应注意区别“且”、“或”,涉及最后几个不等式的解集是“交”,还是“并”.注意:不等式解集的端点值往往是不等式对应方程的根或不等式有意义范围的端点值.(3)在解决实际问题时,先要从实际问题中抽象出数学模型,并寻找出该数学模型中已知量与未知量,再建立数学关系式,然后用适当的方法解决问题.(4)解含参数的不等式是高中数学中的一类较为重要的题型,解决这类问题的难点在于对参数进行恰当分类.分类相当于增加了题设条件,便于将问题分而治之.在解题过程中,经常会出现分类难以入手或者分类不完全的现象.强化分类意识,选择恰当的解题切入点,掌握一些基本的分类方法,善于借助直观图形找出分类的界值是解决此类问题的关键.3.二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题.(1)确定二元一次不等式表示的区域的步骤:①在平面直角坐标系中作出直线Ax+By+C=0;②在直线的一侧任取一点P(x0,y0),当C≠0时,常把原点作为特殊点;③将P(x0,y0)代入Ax+By+C求值:若Ax0+By0+C>0,则包含点P的半平面为不等式Ax+By+C>0所表示的平面区域,不包含点P的半平面为不等式Ax+By+C <0所表示的平面区域.也可采用:把二元一次不等式改写成y>kx +b或y<kx+b的形式,前者表示直线的上方区域,后者表示直线的下方区域.(2)线性规划的有关概念:①满足关于x,y的一次不等式或一次方程的条件叫线性约束条件;②关于变量x,y的解析式叫目标函数,关于变量x,y一次式的目标函数叫线性目标函数;③求目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,称为线性规划问题;④满足线性约束条件的解(x,y)叫可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域;⑤使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做最优解.(3)解简单线性规划问题的基本步骤:①根据实际问题的约束条件列出不等式;②作出可行域,写出目标函数;③确定目标函数的最优位置,从而获得最优解.具体来讲有以下5步:a.画图:画出线性约束条件所表示的平面区域即可行域;b.定线:令z=0,得一过原点的直线;c.平移:在线性目标函数所表示的一组平行线中,利用平移的方法找出与可行域有公共点且纵截距最大或最小的直线;d.求最优解:通过解方程组求出最优解;e.求最值:求出线性目标函数的最大或最小值.特别提醒:(1)画不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,区域包括边界线,因此,将边界直线画成实线;无等号时区域不包括边界线,用虚线表示不包含直线l.(2)Ax+By+C>0表示在直线Ax+By+C=0(B>0)的上方,Ax +By+C<0表示在直线Ax+By+C=0(B>0)的下方.(3)设点P(x1,y1),Q(x2,y2),直线l:Ax+By+C=0,若Ax1+By1+C与Ax2+By2+C同号,则P,Q在直线l的同侧,异号则在直线l的异侧.(4)在求解线性规划问题时要注意:①将目标函数改成斜截式方程;②寻找最优解时注意作图规范.4.基本不等式ab≤a+b 2.(1)基本不等式:设a,b是任意两个正数,那么ab≤a+b2.当且仅当a=b时,等号成立.①基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.②如果把a+b2看做是正数a,b的等差中项,ab看做是正数a,b的等比中项,那么基本不等式也可以叙述为:两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.③基本不等式ab≤a+b2几何意义是“半径不小于半弦”.(2)对基本不等式的理解:①基本不等式的左式为和结构,右式为积的形式,该不等式表明两正数a ,b 的和与两正数a ,b 的积之间的大小关系,运用该不等式可作和与积之间的不等变换.②“当且仅当a =b 时,等号成立”的含义:a .当a =b 时等号成立的含意是:a =b ⇒a +b 2=ab ; b .仅当a =b 时等号成立的含意是:a +b 2=ab ⇒a =b ; 综合起来,其含意是:a +b 2=ab ⇔a =b . (3)设a ,b ∈R ,不等式a 2+b 2≥2ab ⇔ab ≤a 2+b 22⇔ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22. (4)基本不等式的几种变式:设a >0,b >0,则a +1a ≥2,b a +a b ≥2,a 2b ≥2a -b .(5)常用的几个不等式:① a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥21a +1b(根据目标不等式左右的运算结构选用);②设a ,b ,c ∈R ,则a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca (当且仅当a =b =c 时,取等号);③真分数的性质:若a >b >0,m >0,则b a <b +m a +m(糖水的浓度问题).特别提醒:(1)用基本不等式求函数的最值时,要特别注意“一正、二定、三相等,和定积最大,积定和最小”这17字方针.常用的方法为:拆、凑、平方.(2)用基本不等式证明不等式时,应重视对所证不等式的分析和化归,应观察不等式左右两边的结构,注意识别轮换对称式,此时可先证一部分,其他同理可证,然后再累加或累乘.题型1 恒成立问题(1)若不等式f (x )>A 在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上f (x )min >A ;(2)若不等式f (x )<B 在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上f (x )max <B .设函数f (x )=x ,g (x ) =x +a (a >0),若x ∈[1,4]时不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪f (x )-ag (x )f (x )≤1恒成立,求a 的取值范围.解析:由⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪f (x )-ag (x )f (x )≤1⇔-1≤f (x )-ag (x )f (x )≤1,得0≤ag (x )f (x )≤2, 即ax +a 2x ≤2在x ∈[1,4]上恒成立,也就是ax +a 2≤2x 在x ∈[1,4]上恒成立.令t =x ,则t ≥0,且x =t 2,由此可得 at 2-2t +a 2≤0在t ∈[1,2]上恒成立,设g (t ) = at 2-2t +a 2,则只需⎩⎪⎨⎪⎧g (1)≤0,g (2)≤0⇒⎩⎨⎧a -2+a 2≤0,4a -4+a 2≤0,解得 0<a ≤22-2,即满足题意的a 的取值范围是(0,22-2].题型2 能成立问题(1)若在区间D 上存在实数x 使不等式f (x )>A 成立,则等价于在区间D 上的f (x )max >A ;(2)若在区间D 上存在实数x 使不等式f (x )<B 成立,则等价于在区间D 上的f (x )min <B .若存在x ∈R ,使不等式|x -4|+|x -3|<a 成立,求实数a的取值范围.解析:设f (x )=|x -4|+|x -3|,依题意f (x )的最小值<a .又f (x )=|x -4|+|x -3|≥|(x -4)-(x -3)|=1(等号成立的条件是3≤x ≤4).故f (x )的最小值为1,∴a >1.即实数a 的取值范围是(1,+∞).题型3 恰成立问题(1)若不等式f (x )>A 在区间D 上恰成立,则等价于不等式f (x )>A 的解集为D ;(2)若不等式f (x )<B 在区间D 上恰成立,则等价于不等式f (x )<B 的解集为D .已知函数y =2x 2-ax +10x 2+4x +6的最小值为1,求实数a 的取值集合.解析:由y ≥1即2x 2-ax +10x 2+4x +6≥1⇒x 2-(a +4)x +4≥0恒成立,∴Δ=(a +4)2-16≤0,解得-8≤a ≤0(必要条件).再由y =1有解,即2x 2-ax +10x 2+4x +6=1有解,⇒x 2-(a +4)x +4=0有解,得:Δ=(a +4)2-16≥0,解得a ≤-8或a ≥0.综上即知a =-8或a =0时,y min =1,故所求实数a 的取值集合是{-8,0}.题型4 利用基本不等式求最值基本不等式通常用来求最值问题:一般用a +b ≥2ab (a >0,b>0)解“定积求和,和最小”问题,用ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫a +b 22求“定和求积,积最大”问题,一定要注意适用的范围和条件:“一正、二定、三相等”,特别是利用拆项、添项、配凑、分离变量、减少变元等方法,构造定值条件的方法,和对等号能否成立的验证.若等号不能取到,则应用函数单调性来求最值,还要注意运用基本不等式解决实际问题.已知0<x <2,求函数y =x (8-3x )的最大值.解析:∵0<x <2,∴0<3x <6,8-3x >0, ∴y =x (8-3x )=13·3x ·(8-3x )≤132+-⎛⎫⎪⎝⎭3x 83x 2=163, 当且仅当3x =8-3x ,即x =43时,取等号,∴当x =43时,y =x (8-3x )有最大值为163.设函数f (x )=x +2x +1,x ∈[0,+∞).求函数f (x )的最小值.解析:f (x )=x +2x +1=(x +1)+2x +1-1,∵x ∈[0,+∞),∴x +1>0,2x +1>0,∴x +1+2x +1≥2 2.当且仅当x +1=2x +1,即x =2-1时,f (x )取最小值. 此时f (x )min =22-1.题型5 简单线性规划问题求目标函数在约束条件下的最优解,一般步骤为:一是寻求约束条件和目标函数,二是作出可行域,三是在可行域内求目标函数的最优解,特别注意目标函数z =ax +by +c 在直线ax +by =0平移过程中变化的规律和图中直线斜率关系.简单的线性规划应用题在现实生活中的广泛应用也是高考的热点.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域被直线y =kx +43分为面积相等的两部分,则k 的值是( )A.73B.37C.43D.34解析:不等式组表示的平面区域如图所示:由于直线y =kx +43过定点⎝⎛⎭⎪⎫0,43,因此只有直线过AB 中点时,直线y =kx +43能平分平面区域,因为A (1,1),B (0,4),所以AB 中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,52.当y =kx +43过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,52时,52=k 2+43,所以k =73.答案:A题型6 三个二次(二次函数、二次不等式、二次方程)问题 一元二次方程、一元二次不等式与二次函数三者之间形成一个关系密切、互为关联、互为利用的知识体系.将二次函数看作主体,一元二次方程和一元二次不等式分别为二次函数的函数值为零(零点)和不为零的两种情况,一般讨论二次函数主要是将其通过一元二次方程和一元二次不等式来讨论,而讨论一元二次方程和一元二次不等式又要将其与相应的二次函数相联系,通过二次函数的图象揭示解(集)的几何特征.当m 为何值时,方程2x 2+4mx +3m -1=0有两个负根?解析:方程2x 2+4mx +3m -1=0有两个负根,则有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(4m )2-4×2×(3m -1)≥0,-b a =-4m 2=-2m <0,c a =3m -12>0,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≤12或m ≥1,m >0,m >13.∴当m ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫m 13<m ≤12或m ≥1时,原方程有两个负根.题型7 不等式与函数的综合问题定义在(-1,1)上的奇函数f (x )在整个定义域上是减函数,且f (1-a )+f (1-a 2)<0,求实数 a 的取值范围.解析:∵f (x )的定义域为(-1,1),∴⎩⎨⎧-1<1-a <1,-1<1-a 2<1,∴⎩⎨⎧0<a <2,-2<a <2且a ≠0,∴0<a <2,①原不等式变形为f (1-a )<-f (1-a 2). 由于f (x )为奇函数,有-f (1-a 2)=f (a 2-1), ∴f (1-a )<f (a 2-1). 又f (x )在(-1,1)上是减函数,∴1-a >a 2-1,解得-2<a <1.② 由①②可得0<a <1, ∴a 的取值范围是(0,1).题型8 求分式函数的最值求函数y =x 4+3x 2+3x 2+1的最小值.解析:y =(x 4+2x 2+1)+(x 2+1)+1x 2+1=(x 2+1)+1x 2+1+1≥2(x 2+1)·1x 2+1+1=3,当且仅当x 2+1=1x 2+1,即x 2+1=1,即x =0时等号成立.。
3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题材拓展1.二元一次不等式(组)表示平面区域(1)直角坐标平面内的一条直线Ax +By +C =0把整个坐标平面分成三部分,即直线两侧的点集和直线上的点集.(2)若点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)在直线l :Ax +By +C =0的同侧(或异侧),则Ax 1+By 1+C 与Ax 2+By 2+C 同号(或异号).(3)二元一次不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,因而是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.2.画二元一次不等式表示的平面区域常 采用“直线定界,特殊点定域”的方法(1)直线定界,即若不等式不含等号,应把直线画成虚线;含有等号,把直线画成实线. (2)特殊点定域,即在直线Ax +By +C =0的某一侧取一个特殊点(x 0,y 0)作为测试点代入不等式检验,若满足不等式,则表示的区域就是包括这个点的这一侧,否则就表示直线的另一侧.特别地,当C ≠0时,常把原点作为测试点.当C =0时,常把点(1,0)或点(0,1)作为测试点.3.补充判定二元一次不等式表示的区域 的一种方法先证一个结论已知点P (x 1,y 1)不在直线l :Ax +By +C =0 (B ≠0)上,证明: (1)P 在l 上方的充要条件是B (Ax 1+By 1+C )>0; (2)P 在l 下方的充要条件是B (Ax 1+By 1+C )<0. 证明 (1)∵B ≠0,∴直线方程化为y =-A B x -CB,∵P (x 1,y 1)在直线上方,∴对同一个横坐标x 1,直线上点的纵坐标小于y 1,即y 1>-A B x 1-CB.(*)∵B 2>0,∴两端乘以B 2,(*)等价于B 2y 1>(-Ax 1-C )B , 即B (Ax 1+By 1+C )>0.(2)同理,由点P 在l 下方,可得y 1<-A B x 1-CB,从而得B 2y 1<(-Ax 1-C )B ,移项整理为B (Ax 1+By 1+C )<0. ∵上述解答过程可逆,∴P 在l 上方⇔B (Ax 1+By 1+C )>0, P 在l 下方⇔B (Ax 1+By 1+C )<0. 从而得出下列结论:(1)B >0时,二元一次不等式Ax +By +C >0表示直线Ax +By +C =0上方的平面区域(不包括直线),而Ax +By +C <0表示直线Ax +By +C =0下方的平面区域(不包括直线).(2)B <0时,二元一次不等式Ax +By +C >0表示直线Ax +By +C =0下方的区域(不包括直线),而二元一次不等式Ax +By +C <0表示直线Ax +By +C =0上方的平面区域(不包括直线).(3)B =0且A >0时,Ax +C >0表示直线Ax +C =0右方的平面区域(不包括直线),Ax +C <0表示直线Ax +C =0左方的平面区域(不包括直线).(4)B =0且A <0时,Ax +C >0表示直线Ax +C =0左方的平面区域(不包括直线),Ax +C <0表示直线Ax +C =0右方的平面区域(不包括直线).法突破一、二元一次不等式组表示的平面区域方法链接:只要准确找出每个不等式所表示的平面区域,然后取出它们的重叠部分,就可以得到二元一次不等式组所表示的平面区域.例1 在平面直角坐标系xOy 中,已知平面区域A ={(x ,y )|x +y ≤1,且x ≥0,y ≥0},则平面区域B ={(x +y ,x -y )|(x ,y )∈A }的面积为( )A .2B .1 C.12 D.14 解析答案 B二、平面区域所表示的二元一次不等式(组)方法链接:由平面区域确定不等式时,我们可以选用特殊点进行判断,把特殊点代入直线方程Ax +By +C =0,根据代数式Ax +By +C 的符号写出对应的不等式,根据是否包含边界来调整符号.例2 如图所示,四条直线x +y -2=0,x -y -1=0,x +2y +2=0,3x -y +3=0围成一个四边形,则这个四边形的内部区域(不包括边界)可用不等式组____________表示.解析 (0,0)点在平面区域内,(0,0)点和平面区域在直线x +y -2=0的同侧,把(0,0)代入到x +y -2,得0+0-2<0,所以直线x +y -2=0对应的不等式为x +y -2<0,同理可得到其他三个相应的不等式为x +2y +2>0,3x -y +3>0,x -y -1<0, 则可得所求不等式组为三、和平面区域有关的非线性问题方法链接:若目标函数为线性时,目标函数的几何意义与直线的截距有关.若目标函数为形如z =y -bx -a,可考虑(a ,b )与(x ,y )两点连线的斜率.若目标函数为形如z =(x -a )2+(y -b )2,可考虑(x ,y )与(a ,b )两点距离的平方. 例3 (2009·山东济宁模拟)已知点P (x ,y )满足点Q (x ,y )在圆(x +2)2+(y +2)2=1上,则|PQ |的最大值与最小值为( )A .6,3B .6,2C .5,3D .5,2解析可行域如图阴影部分,设|PQ |=d ,则由图中圆心C (-2,-2)到直线4x +3y -1=0的距离最小,则到点A 距离最大.由得(-2,3). ∴d max =|CA |+1=5+1=6,d min =|-8-6-1|5-1=2.答案 B四、简单的线性规划问题方法链接:线性规划问题最后都能转化为求二元一次函数z =ax +by (ab ≠0)的最值,将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +z b ,通过求直线的截距zb的最值间接求出z的最值.例4 某家具公司制作木质的书桌和椅子两种家具,需要木工和漆工两道工序,已知木工平均四个小时做一把椅子,八个小时做一张书桌,该公司每星期木工最多有8 000个工作时;漆工平均两小时漆一把椅子,一个小时漆一张书桌,该公司每星期漆工最多有1 300个工作时,又已知制作一把椅子和一张书桌的利润分别是15元和20元,根据以上条件,怎样安排生产能获得最大利润?解 依题意设每星期生产x 把椅子,y 张书桌, 那么利润p =15x +20y .其中x ,y 满足限制条件{ 4x +8y ≤x +y ≤x ≥0,x ∈N *y ≥0,y ∈N *. 即点(x ,y )的允许区域为图中阴影部分,它们的边界分别为4x +8y =8 000(即AB ),2x +y =1 300(即BC ),x =0(即OA )和y =0(即OC ).对于某一个确定的p =p 0满足p 0=15x +20y ,且点(x ,y )属于阴影部分的解x ,y 就是一个能获得p 0元利润的生产方案.对于不同的p ,p =15x +20y 表示一组斜率为-34的平行线,且p 越大,相应的直线位置越高;p 越小,相应的直线位置越低.按题意,要求p 的最大值,需把直线p =15x +20y 尽量地往上平移,又考虑到x ,y 的允许范围,当直线通过B 点时,处在这组平行线的最高位置,此时p 取最大值.由{ 4x +8y =8 00x +y =1 300,得B (200,900), 当x =200,y =900时,p 取最大值, 即p max =15×200+20×900=21 000,即生产200把椅子、900张书桌可获得最大利润21 000元.区突破1.忽略截距与目标函数值的关系而致错 例1 设E 为平面上以A (4,1),B (-1,-6),C (-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界),求z =4x -3y 的最大值与最小值.[错解]把目标函数z =4x -3y 化为y =43x -13z .根据条件画出图形如图所示,当动直线y =43x -13z 通过点C 时,z 取最大值;当动直线y =43x -13z 通过点B 时,z 取最小值.∴z min =4×(-1)-3×(-6)=14; z max =4×(-3)-3×2=-18.[点拨] 直线y =43x -13z 的截距是-13z ,当截距-13z 最大即过点C 时,目标函数值z 最小;而当截距-13z 最小即过点B 时,目标函数值z 最大.此处容易出错.[正解] 把目标函数z =4x -3y 化为y =43x -13z .当动直线y =43x -13z 通过点B 时,z 取最大值;当动直线y =43x -13z 通过点C 时,z 取最小值.∴z max =4×(-1)-3×(-6)=14; z min =4×(-3)-3×2=-18.2.最优整数解判断不准而致错 例2 设变量x ,y 满足条件求S =5x +4y 的最大值.[错解] 依约束条件画出可行域如图所示,如先不考虑x 、y 为整数的条件,则当直线5x +4y =S 过点A ⎝⎛⎭⎫95,2310时,S =5x +4y 取最大值,S max =18 15.因为x 、y 为整数,所以当直线5x +4y =t 平行移动时,从点A 起通过的可行域中的整点是C (1,2),此时S max =13.[点拨] 上述错误是把C (1,2)作为可行域内唯一整点,其实还有一个整点B (2,1),此时S =14才是最大值.[正解] 依据已知条件作出图形如图所示,因为B (2,1)也是可行域内的整点,由此得S B =2×5+1×4=14,由于14>13,故S max =14.温馨点评 求最优整数解时,要结合可行域,对所有可能的整数解逐一检验,不要漏掉解.题多解例 某电脑用户计划使用不超过500元的资金购买单价分别为60元、70元的单片软件和盒装磁盘.根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买2盒,则不同的选购方式共有() A.5种B.6种C.7种D.8种解析方法一由题意知,按买磁盘盒数多少可分三类:买4盒磁盘时,只有1种选购方式;买3盒磁盘时,有买3片或4片软件两种选购方式;买2盒磁盘时,可买3片、4片、5片或6片软件,有4种选购方式,故共有1+2+4=7(种)不同的选购方式.方法二先买软件3片,磁盘2盒,共需320元,还有180元可用,按不再买磁盘,再买1盒磁盘、再买两盒磁盘三类,仿方法一可知选C.方法三设购买软件x片,磁盘y盒.则,画出线性约束条件表示的平面区域,如图所示.落在阴影部分(含边界)区域的整点有(3,2),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(5,2),(6,2)共7个整点.答案 C题赏析1.(2011·浙江)设实数x,y满足不等式组{x+2y-5>0,x+y-7>0,x≥0,y≥0,且x,y为整数,则3x+4y的最小值是()A.14 B.16C.17 D.19解析作出可行域,如图中阴影部分所示,点(3,1)不在可行域内,利用网格易得点(4,1)符合条件,故3x+4y的最小值是3×4+4×1=16.答案 B2.(2009·烟台调研)若x,y满足约束条件{x+y≥x-y≥-x-y≤2,目标函数z =ax+2y仅在点(1,0)处取得最小值,则a的取值范围是()A.(-1,2) B.(-4,2) C.(-4,0] D.(-2,4)解析作出可行域如图所示,直线ax +2y =z 仅在点(1,0)处取得最小值,由图象可知-1<-a2<2,即-4<a <2. 答案 B赏析 本题考查线性规划的基本知识,要利用好数形结合.。
3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域 课时目标 1.了解二元一次不等式表示的平面区域. 2.会画出二元一次不等式(组)表示的平面区域.
1.二元一次不等式(组)的概念 含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式叫做二元一次不等式. 由几个二元一次不等式组成的不等式组称为二元一次不等式组. 2.二元一次不等式表示的平面区域 在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域,把直线画成虚线以表示区域不包括边界. 不等式Ax+By+C≥0表示的平面区域包括边界,把边界画成实线. 3.二元一次不等式(组)表示平面区域的确定 (1)直线Ax+By+C=0同一侧的所有点的坐标(x,y)代入Ax+By+C所得的符号都相同. (2)在直线Ax+By+C=0的一侧取某个特殊点(x0,y0),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.
一、选择题 1.如图所示,表示阴影部分的二元一次不等式组是( )
A. y≥-23x-2y+6>0x<0 B. y≥-23x-2y+6≥0x≤0 C. y>-23x-2y+6>0x≤0 D. y>-23x-2y+6<0x<0 答案 C 解析 可结合图形,根据确定二元一次不等式组表示的平面区域的方法逆着进行.由图知所给区域的三个边界中,有两个是虚的,所以C正确. 2.已知点(-1,2)和(3,-3)在直线3x+y-a=0的两侧,则a的取值范围是( ) A.(-1,6) B.(-6,1) C.(-∞,-1)∪(6,+∞) D.(-∞,-6)∪(1,+∞) 答案 A 解析 由题意知,(-3+2-a)(9-3-a)<0, 即(a+1)(a-6)<0,∴-13.如图所示,表示满足不等式(x-y)(x+2y-2)>0的点(x,y)所在的区域为( ) 答案 B 解析 不等式(x-y)(x+2y-2)>0等价于不等式组
(Ⅰ) x-y>0,x+2y-2>0
或不等式组(Ⅱ) x-y<0,x+2y-2<0.分别画出不等式组(Ⅰ)和(Ⅱ)所表示的平面区域,再求并集,可得正确答案为B.
4.不等式组 4x+3y≤12,x-y>-1,y≥0表示的平面区域内整点的个数是( ) A.2个 B.4个 C.6个 D.8个 答案 C 解析 画出可行域后,可按x=0,x=1,x=2,x=3分类代入检验,符合要求的点有(0,0),(1,0),(2,0),(3,0),(1,1),(2,1)共6个.
5.在平面直角坐标系中,不等式组 x+y≥0,x-y+4≥0,x≤a(a为常数)表示的平面区域的面积是9,那么实数a的值为( ) A.32+2 B.-32+2 C.-5 D.1 答案 D
解析 区域如图, 易求得A(-2,2),B(a,a+4), C(a,-a).
S△ABC=12|BC|·|a+2|=(a+2)2=9,由题意得a=1. 6.若不等式组 x≥0,x+3y≥4,3x+y≤4所表示的平面区域被直线y=kx+43分为面积相等的两部分,则k的值是( ) A.73 B.37 C.43 D.34 答案 A 解析 不等式组表示的平面区域如图所示.
由于直线y=kx+43过定点0,43.因此只有直线过AB中点时,直线y=kx+43能平分平面区域. 因为A(1,1),B(0,4),所以AB中点M12,52.
当y=kx+43过点12,52时,52=k2+43, 所以k=73. 二、填空题 7.△ABC的三个顶点坐标为A(3,-1),B(-1,1),C(1,3),则△ABC的内部及边界所对应的二元一次不等式组是________________.
答案 x+2y-1≥0x-y+2≥02x+y-5≤0 解析
如图直线AB的方程为x+2y-1=0(可用两点式或点斜式写出). 直线AC的方程为2x+y-5=0, 直线BC的方程为x-y+2=0, 把(0,0)代入2x+y-5=-5<0, ∴AC左下方的区域为2x+y-5<0.
∴同理可得△ABC区域(含边界)为 x+2y-1≥0x-y+2≥02x+y-5≤0. 8.已知x,y为非负整数,则满足x+y≤2的点(x,y)共有________个. 答案 6 解析 由题意点(x,y)的坐标应满足 x∈Ny∈Nx+y≤2,由图可知,整数点有(0,0),(1,0),(2,0)(0,1)(0,2)(1,1)6个.
9.原点与点(1,1)有且仅有一个点在不等式2x-y+a>0表示的平面区域内,则a的取值范围为________. 答案 -1解析 根据题意,分以下两种情况: ①原点(0,0)在该区域内,点(1,1)不在该区域内.
则 a>0a+1≤0.无解. ②原点(0,0)不在该区域内,点(1,1)在该区域内, 则 a≤0a+1>0,∴-1综上所述,-1
10.若A为不等式组 x≤0,y≥0,y-x≤2表示的平面区域,则当a从-2连续变化到1时,动直线x+y=a扫过A中的那部分区域的面积为________. 答案 74 解析
如图所示,区域A表示的平面区域为△OBC内部及其边界组成的图形,当a从-2连续变化到1时扫过的区域为四边形ODEC所围成的区域. 又D(0,1),B(0,2),
E-12,32,C(-2,0).
S四边形ODEC=S△OBC-S△BDE=2-14=74.
三、解答题
11.利用平面区域求不等式组 x≥3y≥26x+7y≤50的整数解. 解 先画出平面区域,再用代入法逐个验证. 把x=3代入6x+7y≤50,得y≤327,又∵y≥2, ∴整点有:(3,2)(3,3)(3,4); 把x=4代入6x+7y≤50,
得y≤267, ∴整点有:(4,2)(4,3). 把x=5代入6x+7y≤50,得y≤207, ∴整点有:(5,2); 把x=6代入6x+7y≤50,得y≤2,整点有(6,2);
把x=7代入6x+7y≤50,得y≤87,与y≥2不符. ∴整数解共有7个为(3,2),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(5,2),(6,2). 12.若直线y=kx+1与圆x2+y2+kx+my-4=0相交于P、Q两点,且P、Q关于直线
x+y=0对称,则不等式组 kx-y+1≥0kx-my≤0y≥0表示的平面区域的面积是多少?
解 P、Q关于直线x+y=0对称,故PQ与直线x+y=0垂直,直线PQ即是直线y=kx+1,故k=1; 又线段PQ为圆x2+y2+kx+my-4=0的一条弦,故该圆的圆心在线段PQ的垂直平分线
上,即为直线x+y=0,又圆心为(-k2,-m2), ∴m=-k=-1,
∴不等式组为 x-y+1≥0x+y≤0y≥0, 它表示的区域如图所示,直线x-y+1=0与x+y=0的交点为(-12,12),∴S△=12×1×12
=14.故面积为14. 能力提升
13.设不等式组 x+y-11≥0,3x-y+3≥0,5x-3y+9≤0表示的平面区域为D.若指数函数y=ax的图象上存在区域D上的点,则a的取值范围是( ) A.(1,3] B.[2,3] C.(1,2] D.[3,+∞) 答案 A 解析 作出不等式组表示的平面区域D,如图阴影部分所示.
由 x+y-11=0,3x-y+3=0,得交点A(2,9). 对y=ax的图象,当0当a>1,y=ax恰好经过A点时,由a2=9,得a=3. 要满足题意, 需满足a2≤9,解得1
14.若不等式组 x-y≥0,2x+y≤2,y≥0,x+y≤a表示的平面区域是一个三角形,则a的取值范围是______________. 答案 0解析
不等式表示的平面区域如图所示, 当x+y=a过A23,23时表示的区域是△AOB,此时a=43;
当a>43时,表示区域是△AOB; 当x+y=a过B(1,0)时表示的区域是△DOB,此时a=1; 当0
当a<0时不表示任何区域,当1平面区域为三角形.
1.二元一次不等式(组)的解集对应着坐标平面的一个区域,该区域内每一个点的坐标均满足不等式(组).常用特殊点法确定二元一次不等式表示的是直线哪一侧的部分. 2.画平面区域时,注意边界线的虚实问题. 3.求平面区域内的整点个数时,要有一个明确的思路不可马虎大意,常先确定x的范围,再逐一代入不等式组,求出y的范围最后确定整数解的个数.