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第二章 等式与不等式
2.2 不等式
2.2.2 不等式的解集
基础知识
1.不等式的解集与不等式组的解集
从初中数学中我们已经知道,能够使不等式成立的未知数的值称为不等式的解,解不等式的过程中要不断地使用不等式的性质。
一般地,不等式的所有解组成的集合称为不等式的解集,对于由若干个不等式联立得到的不等式组来说,这些不等式的解集的交集称为不等式组的解集。
典例精析
例1 求不等式组
2x+1≥-9 ①
-2>2x+3 ②
的解集
解:①式两边同时加上-1,得
2x≥-10,
这个不等式两边同时乘以,得x≥-5,因此①的解集为[-5,+∞).
类似地,可得②的解集为_____________.
又因为
[-5,+∞)∩(-∞,-3)=[-5,-3),
所以原不等式组的解集为[-5,-3)。
(-∞,-3)
不等式的解与解集的区别和联系是什么?
提示:(1)不等式的解是指满足这个不等式的未知数的一个值,而不等式的解集是指满足这个不等式的未知数的所有值。不等式的解是不等式的解集中的一个。
(2)不等式的解集必须满足两个条件:一是解集内的数都是不等式的解;二是解集外的数都不是不等式的解。
若m=0或m<0时,不等式的解集是怎样的?
提示:
不等式 m=0 m<0
|x|
|x|>m {x∈R|x≠0} R
2.绝对值不等式
我们知道,数轴上表示数 a 的点与原点的距离称为数 a 的绝对值,记作| a |,而且;一个正数的绝对值是它本身,一个负数的绝对值是它的相反数,0的绝对值是 0。
一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式。例如,
| x |>3,| x-1| ≤ 2
都是绝对值不等式。
尝试与发现
你能给出 | x |>3的解集吗
(2) 试总结出m>0时,关于 x 的不等式| x |>m 和| x | ≤ m 的解集。
根据绝对值的定义可知,| x | > 3 等价于
x ≥ 0
x > 3
或
x < 0
-x > 3
即x > 3 或 x < -3,因此| x |>3的解集为
(-∞,-3)∪(3,+∞).
不等式| x | > 3的解集也可由绝对值的几何意义得到:因为| x |是数轴上表示数 x 的点与原点的距离,所以数轴上与原点的距离大于 3 的点对应的所有数组成的集合就是| x | >3 的解集,从而由图可知所求解集为(-∞,-3)∪(3,+∞)。
用类似方法可知,当m>0时,关于x的不等式| x |>m的解为x >m 或 x<-m,因此解集为
(-∞,-m)∪(m,+∞);
关于x的不等式| x | ≤ m的解为-m ≤ x ≤ m,因此解集为
__________________.
[-m , m]
尝试与发现
你能给出 | a-1 | ≤ 2的解集吗
如果将a- 1当成一个整体,比如令x = a-1,则
|a-1| ≤ 2| x | ≤ 2,
因此|a-1| ≤ 2的解集可以通过求解| x | ≤ 2得到,请自行尝试。
下面我们来探讨|a-1|的几何意义,并由此得出不等式 |a-1|≤2的解集。
尝试与发现
任意给出几个 a 的值,求出对应的|a-1|的值,并借助数轴考虑|a-1|的几何意义。
当a = -2 时, |a-1|=|-2-1|=3,而且在数轴上,表示-2的点与表示1的点的距离是3;当a = 3 时, |a-1| =|3-1|=2,而且在数轴上,表示 3 的点与表示1的点的距离是 2。因此,如果数轴上表示 a 的点为 A,表示1的点为 B,则A,B之间的距离为|a-1|,如图所示
这样一来,数轴上与表示1的点的距离小于或等于2的点对应的所有数组成的集合就是|a-1| ≤ 2 的解集,又因为数轴上与表示1的点的距离等于2的点对应的数分别为-1和 3,因此由图可知|a-1| ≤ 2的解集为
[-1,3].
一般地,如果实数a,b在数轴上对应的点分别为 A,B,即A(a),B(b),则线段 AB 的长为
AB= |a-b| ,
这就是数轴上两点之间的距离公式。更进一步,如果线段 AB 的中点 M 对应的数为x,则由AM=MB 可知|a-x|=|x-b| ,因此:当a<b时,有ax-a =b-x,
所以
x = ,
当 a≥b 时,类似可得上式仍成立,这就是数轴上的中点坐标公式。
(3)绝对值不等式的几何意义。
不等式(m>0) 解集的几何意义
|x||x|>m 数轴上与原点的距离大于m的所有数的集合
|x-b||x-b|>m 数轴上与表示b的点的距离大于m的所有数的集合
不等式|x+1|≤3的解集的几何意义是什么?
提示:数轴上与表示-1的点的距离小于或等于3的点对应的所有数组成的集合。
典例精析
例2 设数轴上点 A 与数 3 对应,点 B 与数 x 对应,已知线段 AB 的中点到原点的距离不大于5,求 x 的取值范围。
解:因为 AB 的中点对应的数为,所以由题意可知
| | ≤ 5
即|3+x| ≤ 10,因此-10≤3+x≤10,所以-13 ≤ x≤7,因此x的取值范围是
______________
[-13,7]
基础自测
1.不等式2x+9≥3(x+2)的解集是( )
A.(-∞,3] B.(-∞,-3]
C.[3,+∞) D.[-3,+∞)
解析:原不等式可化为2x+9≥3x+6,即x≤3.
A
2.已知集合M={x|x>0,x∈R},N={x||x-1|≤2,x∈Z),则M∩N=( )
A.{x|0C.{-1,-2,1,2} D.{1,2,3}
解析:由|x-1|≤2得-2≤x-1≤2,即-1≤x≤3。所以N={x|-1≤x≤3,x∈Z}={-1,0,1,2,3},所以M∩N={1,2,3}.
D
4.不等式|x-3|<2的解集为_________.
解析:∵|x-3|<2,∴-25.若A,B两点在数轴上的坐标分别为A(2),B(-4),则|AB|=____,线段AB的中点M的坐标为_________.
(1,5)
6
M(-1)
典例剖析
不等式组的解集
解不等式组,并把解集在数轴上表示出来:
思路探究:分别求出各不等式的解集,再求出各个解集的交集,并在数轴上表示出来即可。
解析:(1)解不等式2x+3>1,得x>-1,
解不等式x-2<0,得x<2,
则不等式组的解集为{x|-1将解集表示在数轴上如下:
归纳提升:解不等式(组)的注意点
(1)移项要改变项的符号。
(2)利用性质3时要改变不等号的方向。
(3)不等式组的解集是构成不等式组的各个不等式解集的交集。
对点训练
C
典例剖析
解绝对值不等式
解不等式3≤|x-2|<4.
思路探究:此题的不等式属于绝对值的连不等式,求解时可将其化为绝对值的不等式组再求解。
归纳提升:绝对值不等式的解题策略:等价转化法
(1)形如|x|a(a>0)型不等式:
|x||x|>a x>a或x<-a.
(2)形如a<|x|a>0)型不等式:
a<|x|对点训练
不等式|2x+1|>3的解集是___________________.
解析:由|2x+1|>3,得2x+1>3或2x+1<-3,因此x<-2或x>1,所以原不等式的解集为{x|x<-2或x>1}。
{x|x<-2或x>1}
典例剖析
数轴上的基本公式及应用
已知数轴上的三点A、B、P的坐标分别为A(-1),B(3),P(x)。
(1)点P到A,B两点的距离都是2时,求P(x),此时P与线段AB是什么关系?
(2)在线段AB上是否存在一点P(x),使得P到A和B的距离都是3?若存在,求P(x),若不存在,请说明理由。
思路探究:根据数轴上两点间的距离公式及中点坐标公式求解。
(2)不存在这样的P(x),理由如下:
∵AB=|1+3|=4<6,
∴在线段AB上找一点P使|PA|+|PB|=3+3=6是不可能的.
归纳提升:数轴上基本公式的应用
(1)已知数轴上两点的坐标可用两点间的距离公式求距离,若已知两点间的距离,也可用距离公式求相应点的坐标;
(2)中点坐标公式可以解决三点共线问题.其中已知两点坐标,可用公式求第三点的坐标。
对点训练
已知数轴上,A(-2),B(x),C(6).
(1)若A与C关于点B对称,求x的值;
(2)若线段AB的中点到C的距离大于5,求x的取值范围。
典例剖析
求解绝对值不等式时不理解绝对值的代数意义致错
求不等式|x-1|+|x-2|≥3的解集。
错因探究:利用绝对值的代数意义去绝对值时,一定要弄清各式值的正负,否则就会出错。
解析:令x-1=0,x-2=0,解得x=1,x=2.
当x<1时,原不等式可化为1-x+2-x≥3,解得x≤0.
∴原不等式的解集为{x|x≤0}.
当1≤x≤2时,原不等式可化为x-1+2-x≥3,1≥3显然不成立.
∴原不等式的解集为 .
当x>2时,原不等式可化为x-1+x-2≥3,解得x≥3.
∴原不等式的解集为{x|x≥3}.
综上可知原不等式的解集为{x|x≤0或x≥3}.
误区警示:解绝对值不等式时注意:①利用绝对值的代数意义去掉绝对值符号时,各式值的正负必须弄清;②在利用零点分段法对绝对值进行化简时,注意x的取值范围,同时注意不要忘记解集的确定。
典例剖析
由不等式(组)的解集求参数的取值范围
解这类题一般借助数轴,将不等式组的解集在数轴上表示出来,然后将求得的不等式解集分三种情况在数轴上表示出来,看哪些情况符合题意。
利用解集对照法求参数的取值范围:解集对照法中,最关键的在于“对”,即在含参数的代数式与给出的解集之间建立对应关系,从而确定参数的值或取值范围。
(-∞,-2]
思路探究:先分别求出两个不等式的解集,然后分情况确定不等式组的解集,再与已知解集对照可得实数a的取值范围。
完成课后相关练习
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