11.1 不等式(第1课时)
1.了解不等式的概念,理解不等式的解、不等式的解集和解不等式的含义,会在数轴上表示不等式的解集.
2.会用不等式表示简单的不等关系,经历由具体实例建立不等式模型的过程,体会不等式是刻画现实世界中不等关系的一种有效的数学模型.
3.经历探究不等式的解与解集的不同意义的过程,体会类比和数形结合的思想.
正确理解不等式及其相关概念的含义.
能准确运用不等式表示不等关系,会在数轴上表示不等式的解集.
新课导入
观察下图,圆和三角形的数量之间存在着怎样的关系?
【师生活动】学生独立观察、思考后回答:圆有9个,三角形有7个.圆的数量大于三角形的数量,即9>7.
教师引出本节课所学内容:数量有大小之分,它们之间有相等关系,也有不等关系,现实世界和日常生活中存在大量涉及不等关系的问题.我们常用等式(包括方程)研究相等关系,那么研究不等关系需要用什么?
【设计意图】用简单的比较数量的题目,引出本节课学习的“不等式及其解集”,激发学生的学习兴趣.
新知探究
一、探究学习
【问题】一辆汽车在高速公路上匀速行驶,6:00时汽车距前方的A地210 km,汽车要在8:00之前驶过A地,车速应满足什么条件?
【思考】汽车在8:00之前驶过A地的意思是什么?
【师生活动】学生小组讨论,对实际问题进行分析,完成作答,教师总结.
从时间上看,汽车行驶210 km(驶过A地)所用时间,必须在6:00~8:00这2 h之内,即所用的时间不到2 h.
从路程上看,汽车在6:00~8:00这2 h之内行驶的路程必须超过210 km.
【追问】设车速是x km/h,如何用式子表示上面的两个不等关系?
【师生活动】教师提示:时间=,路程=时间×速度.学生根据提示思考作答.
【答案】解:从时间上看,汽车要在8:00之前驶过A地,就是以x km/h的速度行驶210 km的时间小于2 h,即<2.
从路程上看,汽车要在8:00之前驶过A地,就是以x km/h的速度行驶2 h的路程要超过210 km,即2x>210.
【思考】观察下列式子:
9>7,<2,2x>210.
它们有什么共同特点?
【师生活动】学生自由发言,教师总结.
【新知】用符号“<”或“>”表示不等关系的式子,叫作不等式.
【追问】像a+2≠a-2这样的式子是不等式吗?
【新知】用“≠”表示不等关系的式子也是不等式.
注意:(1)“<”是小于号,读作“小于”;“>”是大于号,读作“大于”;“≠”是不等于号,读作“不等于”,表示“大于或小于”.这3个符号统称不等号.
(2)不等式中可以不含未知数,如“5>3”.
【设计意图】通过一个具体的行程问题,引导学生从时间和路程两个不同的角度思考问题,学会从实际问题抽象出不等式模型,初步理解不等式的概念.
【练习】有下列式子:
①-1>-2;②3x<-1;③x-3;④s=vt;⑤3x-4<2y;⑥a2+2>0;⑦a2+b2≠c.
其中是不等式的有____________.(填序号)
【师生活动】学生独立思考作答,教师给出答案.
【解析】③不是等式,也不是不等式;④用等号连接,是等式,不是不等式;①②⑤⑥⑦都是用不等号表示不等关系的式子,都是不等式.
【答案】①②⑤⑥⑦
【归纳】判断一个式子是不是不等式,要把握两点:(1)是否含有不等号;(2)是否表示不等关系.注意,一个式子是不是不等式与不等式是否成立无关.
【设计意图】通过练习,加深学生对不等式的概念的理解.
【问题】对于不等式2x>210而言,x可以取90吗?110呢?
【师生活动】教师引导学生先求出x取90时2x的值,再与210进行比较.学生独立思考完成作答.
【答案】解:当x=90时,2x=180,不等式2x>210不成立;
当x=110时,2x=220,不等式2x>210成立.
【追问】类比方程的解,你能说出什么叫作不等式的解吗?
【师生活动】教师给出方程的解的定义:使方程左、右两边的值相等的未知数的值,叫作方程的解.学生类比方程的解归纳出不等式的解的定义.
【新知】与方程的解类似,使不等式成立的未知数的值叫作不等式的解.
例如110是不等式2x>210的解,而90不是不等式2x>210的解.
【设计意图】结合具体例子,类比方程的解给出不等式的解的概念,让学生初步理解不等式的解的概念.
【思考】再取x的一些值试一试,看一看哪些是不等式2x>210的解.观察不等式
2x>210的解,它们都满足什么条件?
【师生活动】教师给出表格,学生动手计算完成表格.
x … 90 95 100 105 110 …
2x … 180 190 200 210 220 …
教师引导学生观察表格,可以发现,当x>105时,不等式2x>210总成立;而当x<105或x=105时,不等式2x>210不成立.
这就是说,任何一个大于105的数都是不等式2x>210的解,这样的解有无数个;任何一个小于或等于105的数都不是不等式2x>210的解.
因此,x>105表示了能使不等式2x>210成立的x的取值范围.
我们称x>105是不等式2x>210的解集.
由上可知,在前面的问题中,汽车要在8:00之前驶过A地,车速应大于105 km/h.
【新知】一般地,一个含有未知数的不等式的所有的解,组成这个不等式的解集.求不等式的解集的过程叫作解不等式.
注意:(1)当不等式的解集只有一个解时,不等式的解集就是它的解;
(2)一个不等式一般有无数个解,但这并不意味着任何一个实数都是它的解.
【设计意图】结合具体例子,让学生利用表格比较发现不等式的解满足的条件,得出不等式的解集的概念,使学生认识到不等式的解集的概念是不等式的解的概念的发展,不等式的解集包括了不等式的全体解.
【思考】除了用不等式x>105表示不等式2x>210的解集,还有其他表示方法吗?
【师生活动】学生小组讨论得到答案:用数轴表示.
教师追问:回顾数轴的相关知识,并思考:如何在数轴上表示x>105?
学生自由发言,教师总结:在数轴上,右边的点表示的数总比左边的点表示的数大,所以在数轴上表示不等式的解集时应牢记“大于向右画,小于向左画”.
注意:在表示105的点上画空心圆圈,表示解集不包含这个点所对应的数.
【设计意图】让学生知道不等式的解集的表示方法主要有两种:一种是用不等式表示,另一种是用数轴表示,体会数形结合的思想.
二、典例分析
【例1】用不等式表示下列不等关系:
(1)a的一半与3的和大于5;(2)x的3倍与1的差小于2;
(3)a的一半与1的差是正数;(4)m与2的差是负数.
【师生活动】学生独立完成,请一名学生代表板演,教师讲评.
【分析】这是一道用不等式表示数量关系的题目,关键是抓住表示不等关系的词语.
【答案】解:(1)+3>5.(2)3x-1<2.(3)-1>0.(4)m-2<0.
【归纳】解决此类问题要把握两点:一是要用式子表示其中的相关量,二是要把其中表示不等关系的关键词找出来,并用不等号表示出不等关系.
【设计意图】借助例1,巩固学生对不等式的概念的理解.
【例2】在3,0,2,π,-2中,是不等式3x-1>2的解的有________个.
【师生活动】学生独立思考完成,教师讲评.
【答案】3
【解析】把x=3代入不等式3x-1>2的左边,得3x-1=8>2,所以不等式成立,故x=3是不等式3x-1>2的解.同理可知,x=2,x=π也是不等式3x-1>2的解.
把x=0代入不等式3x-1>2的左边,得3x-1=-1<2,所以不等式不成立,故x=0不是不等式3x-1>2的解.同理可知,x=-2也不是不等式3x-1>2的解.
【归纳】判断一个数是不是不等式的解的基本方法:
判断一个数是不是不等式的解,只需用这个数代替不等式中的未知数,看能否使不等式成立.若不等式成立,则该数是不等式的解;若不等式不成立,则该数不是不等式的解.
【设计意图】借助例2,巩固学生对不等式的解的理解.
【例3】直接写出不等式2x<6的解集,并在数轴上表示出来.
【师生活动】学生独立完成,一名学生代表板演,教师讲评.
【答案】解:不等式2x<6的解集为x<3,原不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
【设计意图】借助例3,巩固学生对不等式的解集的理解,让学生掌握用数轴表示不等式的解集的方法.
课堂小结
课后任务
完成教材第123页练习第1~3题.11.1 不等式(第2课时)
1.类比等式的性质,探索并理解不等式的性质,知道等式的性质与不等式的性质的区别.
2.在类比等式性质、观察具体数值、探索归纳不等式的性质的过程中,感受运算中的不变性、规律性,发展符号表达能力,体会类比思想.
探索不等式的性质.
不等式性质3的探索及理解.
知识回顾
对于某些简单的不等式,可以直接得出它们的解集,例如不等式x+4>10的解集是
x>6,不等式2x<6的解集是x<3.但是对于比较复杂的不等式,例如,直接得出它的解集就比较困难,因此,还要讨论怎样解不等式.与解方程需要依据等式的性质一样,解不等式需要依据不等式的性质.
等式有哪些基本性质?你能分别用文字语言和符号语言表示吗?
【师生活动】学生独立思考后回答,师生共同整理成表格.
项目 文字语言 符号语言
性质1 等式两边加(或减)同一个数(或式子),结果仍相等 如果a=b,那么a±c=b±c
性质2 等式两边乘同一个数,或除以同一个不为0的数,结果仍相等 如果a=b,那么ac=bc. 如果a=b,c≠0,那么=
【设计意图】复习学过的等式的性质,巩固基础,建立新旧知识之间的联系,引出本节课学习的“不等式的性质”.
新知探究
一、探究学习
【问题】类比等式的性质1,不等式两边加(或减)同一个数(或式子),大小关系会发生变化吗?
用“>”或“<”填空,并观察不等号的方向是否改变,你能发现其中的规律吗?
(1)5>3,5+2_____3+2,5+0_____3+0,5+(-2)_____3+(-2);
(2)-1<3,-1+4_____3+4,-1+0_____3+0,-1+(-7)_____3+(-7).
【师生活动】学生完成填空,教师引导学生类比等式性质1,观察加减法运算中不等号的方向是否改变.学生小组讨论,叙述发现的规律,获得猜想1.
【答案】(1)> > > (2)< < <
猜想1:当不等式两边加(或减)同一个数(或式子)时,不等号的方向不变.
【追问】你能换一些其他的数,验证你的猜想吗?
【师生活动】让学生各自列举不等式,选取一些数和式子,加以演算,对猜想1进行验证.教师从中选取典型例子进行展示,例如-4>-6,-4+3>-6+3,-4-4>-6-4,-4+(4+1)>-6+(4+1).
师生共同讨论、确认猜想1的正确性,从而获得一般性的结论.
【新知】不等式的性质1:
不等式两边加(或减)同一个数(或式子),不等号的方向不变.
【设计意图】研究运算中的不变性,让学生通过比较具体数字加(或减)同一个数(或式子)之后的大小,观察不等号的变化,发现并归纳其中的规律,从而提出猜想1.通过举例验证,确认猜想1,从而获得不等式的性质1.
【思考】你能用符号语言表示不等式的性质1吗?
【师生活动】学生自由发言,教师总结.
【新知】符号语言:
如果a>b,那么a±c>b±c;
如果a<b,那么a±c<b±c.
【设计意图】用符号语言表示不等式的性质,让学生体会用字母表示数的优越性,发展学生文字语言与符号语言相互转化的能力.
【练习】结合动图,巩固不等式的性质1.
【设计意图】加深学生对不等式的性质1的理解.
【问题】类比等式的性质2,不等式两边乘(或除以)同一个不为0的数,大小关系会发生变化吗?
用“>”或“<”填空,并观察不等号的方向是否改变,你能发现其中的规律吗
(1)6>2,6×5____2×5,6×(-5)____2×(-5);
(2)-2<3,-2×4____3×4,-2×(-0.5)____3×(-0.5);
(3)12>8,12÷2____8÷2,12÷(-4)____8÷(-4);
(4)-6<-4,-6÷2____-4÷2,-6÷(-2)____-4÷(-2).
【师生活动】学生完成填空,教师引导学生类比等式性质2,观察乘除法运算中不等号的方向是否改变.学生小组讨论,叙述发现的规律,获得猜想2,3.
【答案】(1)> < (2)< > (3)> < (4)< >
猜想2:不等式两边乘(或除以)同一个正数,不等号的方向不变;
猜想3:不等式两边乘(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.
【追问】你能换一些其他的数,验证你的猜想吗?
【师生活动】让学生各自列举不等式,选取一些数和式子,加以演算,对猜想2,3进行验证.教师从中选取典型例子进行展示,例如3>-9,3×3>-9×3,3÷3>-9÷3,3×(-3)<-9×(-3),3÷(-3)<-9÷(-3).
师生共同讨论、确认猜想2,3的正确性,从而获得一般性的结论.
【新知】不等式的性质2:
不等式两边乘(或除以)同一个正数,不等号的方向不变.
符号语言:
如果a>b,c>0,那么ac>bc;
如果a<b,c>0,那么ac<bc.
【新知】不等式的性质3:
不等式两边乘(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.
符号语言:
如果a>b,c<0,那么ac<bc;
如果a<b,c<0,那么ac>bc.
【设计意图】让学生自主探索不等式的性质2,3,类比等式的性质2和不等式性质1的研究过程,经历猜测、验证、纠错、归纳、完善的思考过程,提高分析问题、解决问题的能力,体会类比思想.
【练习】结合动图,巩固不等式的性质2.
【设计意图】加深学生对不等式的性质2的理解.
【思考】等式的性质与不等式的性质的主要区别是什么?
【师生活动】学生自由发言,教师补充,归纳为表格的形式.
项目 等式的性质 不等式的性质
两边加(或减)同一个数(或式子) 相等关系不变 不等关系不变
两边乘(或除以)同一个正数 相等关系不变 不等关系不变
两边乘(或除以)同一个负数 相等关系不变 不等关系改变
【设计意图】引导学生再次将等式的性质与不等式的性质进行对比,帮助学生更好地掌握不等式的性质.
二、典例分析
【例1】填空:
(1)已知a<b,则a-3_____b-3,依据:_______________;
(2)已知a>b,则2a_____a+b,依据:_______________.
【师生活动】学生独立完成,请一名学生代表回答,教师讲评.
【答案】(1)< 不等式的性质1 (2)> 不等式的性质1
【解析】(1)已知a<b,根据不等式的性质1,不等式两边减3,不等号的方向不变,得到a-3<b-3;
(2)已知a>b,根据不等式的性质1,不等式两边加a,不等号的方向不变,得到2a>a+b.
【例2】用“>”或“<”填空:
(1)若x>y,则2x_____2y;
(2)若-2a>4,则a_____-2.
【师生活动】学生独立完成,请一名学生代表回答,教师讲评.
【答案】(1)> (2)<
【解析】(1)将不等式x>y的两边乘2,根据不等式的性质2可知,不等号的方向不变;
(2)将不等式-2a>4的两边除以-2,根据不等式的性质3可知,不等号的方向改变.
【归纳】不等式的两边乘(或除以)同一个不为0的数(或式子)时,先对这个数(或式子)的性质(正负性)进行判断,再运用不等式的性质2或性质3判断是否需要改变不等号的方向.
【例3】若x>y,则下列式子不一定成立的是( ).
A.3-y>3-x B.x-3>y-3
C.(c-1)2x>(c-1)2y D.-<-
【师生活动】学生独立完成,请一名学生代表回答,教师讲评.
【答案】C
【解析】选项A:不等式x>y的两边都乘-1,再都加3,不等号方向改变,故选项A正确;
选项B:不等式x>y的两边都减3,不等号方向不改变,故选项B正确;
选项C:当c-1=0,即c=1时,该不等式不成立,故选项C错误;
选项D:不等式x>y的两边都除以-3,不等号方向改变,故选项D正确.
【归纳】不等式性质中的“陷阱”:
解答与不等式有关的问题时,应密切关注“0”是否存在,以防掉进“0”的陷阱.如本例C选项,不等式x>y两边同乘的(c-1)2可能是0,若两边同乘0,则不等式变为等式0=0.
【设计意图】借助例1、例2、例3,巩固学生对不等式的性质的理解.
课堂小结
课后任务
完成教材第125页练习.11.1 不等式(第3课时)
1.能用不等式的性质对不等式进行变形,会用不等式的性质解决简单的实际问题.
2.进一步了解不等式的概念,知道含“≤”“≥”的不等式,并会在数轴上表示不等式的解集.
3.经历在数轴上表示不等式的解集的过程,发展文字语言、符号语言与图形语言之间的转化能力;通过不等式的性质对不等式进行变形,体会类比和化归的思想.
会用不等式的性质解简单不等式.
会用不等式解决简单的实际问题.
知识回顾
不等式有哪些性质?你能分别用文字语言和符号语言表示吗?
【师生活动】学生独立思考作答.
【答案】不等式的性质1:不等式两边加(或减)同一个数(或式子),不等号的方向不变.
符号语言:如果a>b,那么a±c>b±c.
不等式的性质2:不等式两边乘(或除以)同一个正数,不等号的方向不变.
符号语言:如果a>b,c>0,那么ac>bc.
不等式的性质3:不等式两边乘(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.
符号语言:如果a>b,c<0,那么ac<bc.
【设计意图】复习不等式的性质,巩固基础,建立新旧知识之间的联系,为本节课学习“不等式的性质的应用”做准备.
新知探究
一、探究学习
【问题】利用不等式的性质解下列不等式,并在数轴上表示解集:
(1)x-7>26; (2)3x<2x+1;
(3)x>50; (4)-4x>3.
【师生活动】教师提示:解不等式,就是要借助不等式的性质使不等式逐步化为x>m或x<m(m为常数)的形式.
学生根据提示,小组讨论,完成第(1)题,教师讲评后独立完成(2)(3)(4)题.
【答案】解:(1)根据不等式的性质1,不等式两边加7,不等号的方向不变,
所以x-7+7>26+7,x>33.
这个不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
(2)根据不等式的性质1,不等式两边减2x,不等号的方向不变,
所以3x-2x<2x+1-2x,x<1.
这个不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
(3)根据不等式的性质2,不等式两边乘,不等号的方向不变,
所以×x>×50,x>75.
这个不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
(4)根据不等式的性质3,不等式两边除以-4,不等号的方向改变,
所以<,x<.
这个不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
【归纳】利用不等式的性质1可简化为“移项”;利用不等式的性质2或性质3就是把未知数的系数化为1,要注意不等式两边乘(或除以)同一个负数时,不等号要改变方向.
【设计意图】通过具体的例子,让学生巩固不等式的性质,学会利用不等式的性质对不等式进行变形,能解简单的不等式.
【问题】(1)一辆轿车在一条规定车速不低于60 km/h,且不高于100 km/h的高速公路上行驶,如何用式子来表示轿车在该高速公路上行驶的路程s(单位:km)与行驶时间x(单位:h)之间的关系呢?
(2)铁路部门对随身携带的行李有如下规定:每件行李的长、宽、高之和不得超过160 cm.设行李的长、宽、高分别为a cm,b cm,c cm,请你列出行李的长、宽、高满足的关系式.
【师生活动】学生小组讨论,完成作答,教师根据作答情况进行补充指导.
【答案】(1)根据路程与速度、时间之间的关系可得:s≥60x,且s≤100x.
(2)根据题意可得:a+b+c≤160,且a+b+c>0.
【思考】观察式子:s≥60x,s≤100x,a+b+c≤160.它们有什么共同特点?
【师生活动】学生自由发言,教师补充总结.
【新知】像a≥b或a≤b这样的式子,也经常用来表示两个数量的大小关系,它们也是不等式.
符号“≥”读作“大于或等于”,也可以说是“不小于”;符号“≤”读作“小于或等于”,也可以说是“不大于”.
【思考】符号“≥”与“>”的含义有什么区别?“≤”与“<”呢?
【师生活动】学生小组讨论,得出答案,师生一起总结.
【归纳】x≥a表示x>a或者x=a;x≤a表示x<a或者x=a.“≥”和“≤”分别比“>”和“<”多了一层“等于”的含义.
此外,a≥b或a≤b形式的不等式,具有与前面所说的不等式的性质类似的性质.
如果a≥b,那么
(1)a+c≥b+c,a-c≥b-c;
(2)ac≥bc(c>0);
(3)ac≤bc(c<0).
【设计意图】通过两个具体的实际问题,引导学生从实际问题抽象出不等式模型,初步了解含“≤”“≥”的不等式.
【问题】如何在数轴上表示x<-1与x≥3?
【师生活动】教师提示:在数轴上表示不等式的解集时,无等号的画空心圆圈,有等号的画实心圆点.
学生根据提示,小组讨论作答.
【答案】如图所示.
【归纳】在应用数轴表示不等式的解集时,要注意两个“确定”:一是确定“边界点”,二是确定“方向”.
(1)确定“边界点”:若边界点是不等式的解,则用实心圆点;若边界点不是不等式的解,则用空心圆圈.
(2)确定“方向”:对表示数m的边界点而言,x>m或x≥m向右画,x<m或x≤m向左画.
【设计意图】通过两个具体的问题,引导学生总结在数轴上表示不等式的解集的方法.
【问题】如图,一个长方体形状的鱼缸长10 dm,宽3.5 dm,高7 dm.若鱼缸内已有水的高度为1 dm,现准备向鱼缸内继续注水.用V(单位:dm3)表示新注入水的体积,写出V的取值范围并在数轴上表示.
【师生活动】学生小组讨论,尝试总结,教师进行讲解总结.
【答案】解:因为“已有水的体积+新注入水的体积V≤鱼缸的容积”,所以
10×3.5×1+V≤10×3.5×7,
解得V≤210.
又由于新注入水的体积V不能是负数,所以V的取值范围是0≤V≤210.
在数轴上表示V的取值范围如图所示.
【设计意图】通过解决一个具体的问题,帮助学生学会用不等式解决简单的实际问题.
二、典例分析
【例1】用不等式的性质解下列不等式,并在数轴上表示解集:
(1)x+5≥12;
(2)-3x≤1-4x.
【师生活动】学生独立完成,请两名学生代表板演,教师讲评.
【答案】解:(1)根据不等式的性质1,不等式两边减5,不等号的方向不变,
所以x+5-5≥12-5,x≥7.
这个不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
(2)根据不等式的性质1,不等式两边加4x,不等号的方向不变,
所以-3x+4x≤1-4x+4x,x≤1.
这个不等式的解集在数轴上的表示如图所示.
【归纳】(1)在运用不等式的性质将不等式变形时,首先要注意每一步变形的依据,然后由不等式的性质判断不等号的方向是否改变;
(2)在数轴上表示不等式的解集,定边界点时,要注意是实心圆点还是空心圆圈.
【设计意图】借助例1,巩固学生对利用不等式的性质解不等式的掌握.
【例2】某品牌服装2022年1月份的售价是每件a元,3月份的售价上涨10%,6月份又比3月份下降10%.
(1)用含有a的式子分别表示该品牌服装3月份和6月份的售价;
(2)几月份去购买该品牌服装最便宜?为什么?
【师生活动】学生独立思考完成,教师讲评.
【答案】解:(1)该品牌服装3月份的售价为每件(1+10%)a=1.1a(元),
6月份的售价为每件(1-10%)×1.1a=0.99a(元);
(2)6月份去购买该品牌服装最便宜.
因为0.99<1<1.1,且a>0,所以0.99a<a<1.1a.
所以6月份去购买该品牌服装最便宜.
【设计意图】借助例2,巩固学生对用不等式解决简单的实际问题的掌握.
课堂小结
课后任务
完成教材第128页练习第1~3题.