3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题(优秀经典公开课比赛教案及练习解答)
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第5课时 课题: §3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域(1) 【教学目标】 1.知识与技能:了解二元一次不等式的几何意义,会用二元一次不等式组表示平面区域; 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出二元一次不等式组的过程,提高数学建模的能力; 【教学重难点】 用二元一次不等式(组)表示平面区域; 【教学过程】 一.课题导入 1.从实际问题中抽象出二元一次不等式(组)的数学模型 课本第82页的“银行信贷资金分配问题” 教师引导学生思考、探究,让学生经历建立线性规划模型的过程。 在获得探究体验的基础上,通过交流形成共识: 二.讲授新课 1.建立二元一次不等式模型 把实际问题 uuuuur转化 数学问题: 设用于企业贷款的资金为x元,用于个人贷款的资金为y元。 (把文字语言 uuuuur转化 符号语言) (资金总数为25 000 000元)25000000xy (1) (预计企业贷款创收12%,个人贷款创收10%,共创收30 000元以上)(12%)x+(10%)y30000 即12103000000xy
(2) (用于企业和个人贷款的资金数额都不能是负值)0,0xy (3) 将(1)(2)(3)合在一起,得到分配资金应满足的条件: 25000000121030000000,0xyxyxy
2.二元一次不等式和二元一次不等式组的定义 (1)二元一次不等式:含有两个未知数,并且未知数的最高次数是1的不等式叫做二元一次不等式。 (2)二元一次不等式组:有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。 (3)二元一次不等式(组)的解集:满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成有序实数对(x,y),所有这样的有序实数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集。 (4)二元一次不等式(组)的解集与平面直角坐标系内的点之间的关系: 二元一次不等式(组)的解集是有序实数对,而点的坐标也是有序实数对,因此,有序实数对就可以看成是平面内点的坐标,进而,二元一次不等式(组)的解集就可以看成是直角坐标系内的点构成的集合。 3.探究二元一次不等式(组)的解集表示的图形 (1)回忆、思考 回忆:初中一元一次不等式(组)的解集所表示的图形——数轴上的区间 思考:在直角坐标系内,二元一次不等式(组)的解集表示什么图形? (2)探究 从特殊到一般: 先研究具体的二元一次不等式x-y<6的解集所表示的图形。 如图:在平面直角坐标系内,x-y=6表示一条直线。平面内所有的点被直线分成三类: 第一类:在直线x-y=6上的点; 第二类:在直线x-y=6左上方的区域内的点; 第三类:在直线x-y=6右下方的区域内的点。 设点是直线x-y=6上的点,选取点,使它的坐标满足不等式x-y<6,请同学们完成课本第83页的表格, 横坐标x -3 -2 -1 0 1 2 3 点P的纵坐标1y 点A的纵坐标2y 并思考: 当点A与点P有相同的横坐标时,它们的纵坐标有什么关系? 根据此说说,直线x-y=6左上方的坐标与不等式x-y<6有什么关系? 直线x-y=6右下方点的坐标呢? 学生思考、讨论、交流,达成共识: 在平面直角坐标系中,以二元一次不等式x-y<6的解为坐标的点都在直线x-y=6的左上方;反过来,直线x-y=6左上方的点的坐标都满足不等式x-y<6。 因此,在平面直角坐标系中,不等式x-y<6表示直线x-y=6左上方的平面区域;如图。 类似的:二元一次不等式x-y>6表示直线x-y=6右下方的区域;如图。 直线叫做这两个区域的边界 由特殊例子推广到一般情况: (3)结论: 二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域.(虚线表示区域不包括边界直线) 4.二元一次不等式表示哪个平面区域的判断方法 由于对在直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(yx,),把它的坐标(yx,)代入Ax+By+C,所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C的正负即可判断Ax+By+C>0表示直线哪一侧的平面区域.(特殊地,当C≠0时,常把原点作为此特殊点) 【应用举例】 例1 画出不等式44xy表示的平面区域。 解:先画直线44xy(画成虚线). 取原点(0,0),代入x+4y-4,∵0+4×0-4=-4<0, ∴原点在44xy表示的平面区域内,不等式44xy表示的区域如图: 归纳: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。特殊地,当0C时,常把原点作为此特殊点。 变式1、画出不等式1234yx所表示的平面区域。 变式2、画出不等式1x所表示的平面区域。
例2 用平面区域表示.不等式组3122yxxy的解集。 分析: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。 解:不等式312yx表示直线312yx右下方的区域,2xy表示直线2xy右上方的区域,取两区域重叠的部分,如图的阴影部分就表示原不等式组的解集。
归纳: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。 变式1、画出不等式04)(12()yxyx表示的平面区域。 变式2、由直线02yx,012yx和012yx围成的三角形区域(包括边界)用不等式可表示为 。 三.随堂练习
四.课时小结 1.二元一次不等式表示的平面区域. 2.二元一次不等式表示哪个平面区域的判断方法. 3.二元一次不等式组表示的平面区域. 五.作业 课后反思:应用列取的方法帮助学生理解不等式的解是一个平面区域是一个好的方法。
第6课时 课题: §3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域(2) 【教学目标】 1.知识与技能:巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域;能根据实际问题中的已知条件,找出约束条件; 2.过程与方法:经历把实际问题抽象为数学问题的过程,体会集合、化归、数形结合的数学思想; 【教学重点】 理解二元一次不等式表示平面区域并能把不等式(组)所表示的平面区域画出来; 【教学难点】 把实际问题抽象化,用二元一次不等式(组)表示平面区域。 【教学过程】 一.课题导入 [复习引入] 二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域.(虚线表示区域不包括边界直线) 判断方法:由于对在直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C,所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取特殊点(x0,y0),从
Ax0+By0+C的正负即可判断Ax+By+C>0表示直线哪一侧的平面区域.(特
殊地,当C≠0时,常把原点作为此特殊点)。 随堂练习1 1、画出不等式2x+y-6<0表示的平面区域.
2、画出不等式组3005xyxyx表示的平面区域。 二.讲授新课 【应用举例】 例1 见书P85页例3 例2 一个化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,生产1车皮甲种肥料的主要原料是磷酸盐18t;生产1车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐1t,硝酸盐15t,现库存磷酸盐10t、硝酸盐66t,在此基础上生产两种混合肥料。列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域。 解:设x,y分别为计划生产甲乙两种混合肥料的车皮数,于是满足以下条件:
B(-52,52)C(3,-3)
A(3,8)x=3
x+y=0
x-y+5=0063x
y41018156600xyxyxy
在直角坐标系中可表示成如图的平面区域(阴影部分)。
[补充例题] 例1、画出下列不等式表示的区域 (1) 0)1)((yxyx; (2) xyx2 分析:(1)转化为等价的不等式组; (2)注意到不等式的传递性,由xx2,得0x,又用y代y,不等式仍成立,区域关于x轴对称。
解:(1)10010yxyxyx或10yxyx矛盾无解,故点),(yx在一带形区域内(含边界)。 (2) 由xx2,得0x;当0y时,有020yxyx点),(yx在一条形区域内(边界);当0y,由对称性得出。 指出:把非规范形式等价转化为规范不等式组形式便于求解
例2、利用区域求不等式组015530632032yxyxyx的整数解 分析:不等式组的实数解集为三条直线032:1yxl,0632:2yxl,01553:3yxl所围成的三角形区域内部(不含边界)。设All21,Bll31,
Cll32,求得区域内点横坐标范围,取出x的所有整数值,再代回原不等式组转化为y
的一元不等式组得出相应的y的整数值。 解:设032:1yxl,0632:2yxl,01553:3yxl,All21,