李冬周
在不等式(組)的學習過程中,經(jīng)常遇見形如9≤3x+2<12,1-x≤3+2x<15的不等式,不妨稱之為不等式“鏈”.對于不等式“鏈”問題,部分初學者感到茫然.本文從教科書上一道習題出發(fā),通過反思和變式研究.展示不等式“鏈”問題的解題技巧及運用數(shù)形結(jié)合思想為我們帶來的便利,
例 (人教版數(shù)學教科書七年級下冊第130頁第4題)x取哪些整數(shù)值時,2≤3x-7<8成立?
解法1:我們可以根據(jù)不等號的位置,將不等式“鏈”分為左、中、右三個部分.先將不等式“鏈”的左、中、右三個部分同時加上7,得9≤3x<15.
再將不等式“鏈”的左、中、右三個部分同時除以3.得3≤x<5.
因為x為整數(shù),所以x取3或4.故x取3或4時,2≤3x-7<8成立,
【反思1】上述解答是數(shù)學整體思想的體現(xiàn),是解決不等式“鏈”問題的常用方法,特別是對于特殊結(jié)構(gòu)的一類問題尤其有效,如解不等式(1)1+x≤3x-5
解法2:原不等式可轉(zhuǎn)化為3x-7≥2,由
3x-7<8第一個不等式得x≥3.由第二個不等式得x<5.
綜合得3≤x<5.因為x為整數(shù),所以x取3或4.故x取3或4時,2≤3x-7<8成立,
【反思2】上述解答的關鍵,是先把給出的不等式“鏈”裂變成兩個不等式,構(gòu)成不等式組,再解不等式組從而得到問題的解,表面上看有一點煩瑣,但是它的適用性更加廣泛,是解不等式“鏈”問題的通法.
變式1:不等式10
解析:原不等式可轉(zhuǎn)化為x+8>10,由
x+8≤4x-1第一個不等式得x>2.由第二個不等式得戈≥3.故原不等式的解集為x≥3.
【反思3】回顧上面的解答過程,會有這樣一個疑問:
不等式1010,(2)x+8≤4x-1,(3)10≤4x-1.而上述解答過程中,第(3)個不等式被“忽略”了,會不會影響結(jié)果的正確性呢?
在這里告訴大家,不會影響結(jié)果的正確性,因為由不等式的傳遞性,得不等式x+8>10.x+8≤4x-l解集的公共部分,一定在不等式10≤4x-l的解集內(nèi),所以,我們今后解不等式x≤y≤z時,只需解不等式組x≤y,即可.
y≤z
【反思4】觀察上面兩個不等式“鏈”問題的解答結(jié)果,其形式不大相同,這里又有一個疑問:類似于上面的不等式“鏈”問題一定有解嗎?
為了解答這個疑問,不妨先解不等式2x≤3x+10<2x-6.
原不等式可轉(zhuǎn)化為3x+10≥2x,由第一
3x+10<2x.個不等式得x≥-10.由第二個不等式得x<-16.
因為-10>-16,所以原不等式無解,
到此,我們認識到不等式“鏈”問題實質(zhì)上就是不等式組問題,它可能有解,也可能無解.受此啟發(fā),我們逆向思考,在含有參數(shù)的不等式“鏈”問題中,若已知其無解,能反向確定所含參數(shù)的取值范圍嗎?
這樣既直觀明了,又能防止出現(xiàn)“張冠李戴”或遺漏等號(或添加等號)的錯誤,
【反思5】再回到原問題,我們得到不等式2≤3x-7<8的整數(shù)解是x=3或x=4.我們再逆向思考,在含有參數(shù)的不等式“鏈”問題中,若已知其整數(shù)解,能反向確定所含參數(shù)的值或取值范圍嗎?
變式3:已知關于x的不等式a≤3x-7<6.若其整數(shù)解僅為3和4,則你能求出a,b的值或取值范圍嗎?
中學生數(shù)理化·七年級數(shù)學人教版2020年6期