不等式(组)中蕴含的数学思想

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  同学们在学习数学的基础知识、基本技能的过程中,要加强数学思想方法的渗透,要在分析解决问题的过程中揭示数学思想方法.本文以七年级数学第九章《不等式与不等式组》为例,谈谈其中蕴含的数学思想.
  一、类比思想
  学习一元一次不等式可类比一元一次方程的知识.下面从求解步骤及解集等方面进行类比.
  例1 (1)解方程 x+■=1-■,并把它的解集在数轴上表示出来.
  (2)解不等式x-■≥■-■,并把它的解集在数轴上表示出来.
  解析:(1)去分母,得6x+(x+2)=6-3·(2x-3).
  去括号,得6x+x+2=6-6x+9.
  移项,得6x+x+6x=6+9-2.
  合并同类项,得13x=13.
  系数化为1,得 x=1.
  此方程的解集只有一个数1,在数轴上表示如图1.
  图1
  (2)去分母,得6x-2(5+2x)≥3(3x-1)-14.
  去括号,得6x-10-4x≥9x-3-14.
  移项,得6x-4x-9x≥-3-14+10.
  合并同类项,得-7x ≥-7.
  系数化为1,得x≤1.
  这个不等式的解集在数轴上的表示如图2.
  图2
  点评:从求解步骤看:两者都是通过去分母、去括号、移项、合并同类项、系数化为1等步骤;但在去分母和系数化为1这两步,当不等式两边都乘(或除以)同一个负数时,不等号的方向必须改变,而方程等号不变.
  从解集看:一元一次不等式的解集可能包含无数个解,在数轴上用无数多个点的集合形象表示;而一元一次方程的解集一般只有一个解,在数轴上用一个点表示.
  类比便于同学们理解知识之间的区别与联系,便于在学习过程中不断构建和完善知识体系,有利于迁移能力的发展.
  二、分类讨论思想
  例2 解关于x的不等式组
  ax-4<8-3ax,(a+2)x-2>2(x-ax)+4.
  解析:原不等式组可化为
  4ax<12, ①3ax>6. ②
  当a>0时,由① 、②可将不等式组化为x<■, x>■.
  又∵3>2,■>0,∴■>■.
  ∴原不等式组的解集为■  当a<0时,由①、 ②可将不等式组化为x>■, x<■.
  又∵3>2,■<0,∴■<■.
  ∴原不等式组的解集为■  当a=0时,由①、 ②可将不等式组化为
  0·x<12,0·x>6.
  ∴原不等式组无解.
  综上所述,当a>0时,原不等式组的解集为■  当 a<0时,原不等式组的解集为■  当 a=0时,原不等式组无解.
  点评: 此不等式组的解集与未知数的字母系数有关,应该用分类思想讨论字母系数的取值范围,再根据取值范围分别求其解集.
  三、转化思想
  例3 关于x的不等式(2a-b)x>a-2b ① 的解集是x<■,求关于x的不等式ax-b<0 ②的解集.
  解析:∵①的解集是x<■,
  ∴2a-b<0, x<■.
  ∴■=■.
  整理,得b=8a.
  ∵2a-b<0, ∴2a-8a<0,
  ∴a>0.
  把b=8a代入②中, 得ax<8a,
  ∴x<8.
  ∴不等式②的解集为x<8.
  点评:本题通过转化的思想,用不等式①的两个不同形式的解集,来建立a、b的等量关系,整理得出b=8a,实现了不等关系向等量关系的转化.把b=8a代入2a-b<0中,确定字母a的正负,再把b=8a代入②中,消除字母b,再次体现了消元转化的思想.
  四、数形结合思想
  例4 已知关于x的不等式组x-a≥0,5-2x>1只有四个整数解,求实数a的取值范围.
  解析:解不等式组,得x≥a,x<2.
  因原不等式组的整数解只有4个,说明x≥a与x<2在数轴上有公共部分,且公共部分包含的整数如图3所示,即 -2、-1、0、1 .
  图3
  所以a的取值范围是-3  点评:根据数形结合思想,先借助数轴直观地找到不等式的四个整数解,再确定a在数轴上的位置在-3与-2之间,且包含-2,由形得数,得出a的取值范围.
  数学思想蕴含于数学知识之中,是数学知识的精髓,是知识转化为能力的桥梁.
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