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【摘要】二元一次不等式平面区域的画法是简单线性规划的重要内容,它不仅是考试的重点,也是解决实际问题的一个突破口。能理解并熟练地掌握其画法是关键之关键。笔者通过多年的课堂教学,从中摸索出其简易的教学方法之规律以供师生们参考。
【关键词】简单平面区域 画法 探讨
二元一次不等式平面区域的画法是简单线性规划的重要内容,它不仅是考试的重点,也是解决实际问题的一个突破口。能理解并熟练地掌握其画法是关键之关键。笔者通过多年的课堂教学,从中摸索出其简易的教学方法之规律以供师生们参考。
1.课本知识再现
现行普通高中教材《数学》[1]第二册P63:画二元一次不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,由于对直线Ax+By+C=0的同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C中,所得到的实数的符号都相同。所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C的正负即可判断Ax+By+C≥0表示的直线哪一侧的平面区域。特殊地,当C≠0时常把原点作为特殊点。
对以上画法当然可以,但对初学者来说不一定能很好掌握,特别是对不等式组所表示的平面区域就更难了——对每一个不等式都要取特殊点。况且每一个特殊点也不一定好选。我们不妨从以前学过的“不等式”和“直线方程”的直观性入手来进行研究探讨看如何?
2.方法探讨
一般地,对于Ax+By+C≥0(A、B不同时为0)所表示的平面区域可以按下列几种来画:
2.1 若B=0,由Ax+By+C≥0得Ax+C≥0,
当A>0时,有x≥- 〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗表示的平面区域在直线L:x=-〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗 的右方(包括边界图1)。当A<0时,有x≤-〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗 表示的平面区域在直线L:x=-〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗 的左方(包括边界图2)。
〖XC12.TIF;%40%30〗
2.2 若A=0,由Ax+By+C≥0得By+C≥0
当B>0时,有y≥- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 表示的平面区域在直线L:y=- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的上方(包括边界图3)。
当B<0时,有y≤-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 表示的平面区域在直线L:y=- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的下方(包括边界图4)。
2.3 若A≠0,B≠0,由Ax+By+C≥0得By≥-Ax-C
当B>0时,有y≥-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗表示的平面区域在直线L:y=-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的上方(包括边界图5)。
当B<0时,有y≤-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 表示的平面区域在直线L: y=-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的下方(包括边界图6)。
〖XC13.TIF;%45%40〗
类似地,对于不等式Ax+By+C≤0、Ax+By+C<0、 Ax+By+C>0所表示的平面区域也可以画出来(说明:当平面区域不包括边界时,则把边界直线画成虚线)。
3.结论与小结
一般地,在画二元一次不等式Ax+By+C≥0(Ax+By+C≤0、Ax+By+C<0、 Ax+By+C>0)所表示的平面区域时,首先把它化成直线的“斜截式”y=kx+b(B≠0)的形式(“y”的系数一定是“1”)或者化成直线x=d(B=0)的形式(“x”的系数一定是“1”),然后再看不等号:≥、> 在上方(右方),≤、< 在下方(左方)来判断即可,这比取特殊点要方便得多。
总之,一句话:大于(大于等于)在上方(右方),小于(小于等于)在下方(左方)。
4.方法应用
例1: 画出不等式2x+y-6<0表示的平面区域。
解:由原不等式得y<-2x+6,则平面区域为(图7):
说明:“<”(“小于”)在直线L:y=-2x+6的下方不包括边界)
〖XC14.TIF;%30%30〗
例2: 画出不等式组〖JB({〗x-y+5≥0x+y≥0x≤3〖JB)〗 表示的平面区域。
解:由原不等式组得〖JB({〗y≤x+5y≥-xx≤3〖JB)〗 ,则知平面区域是在直线L1:y=x+5的下方、直线L2:y=-x的上方和直线L3:x=3的左方的公共区域(均包括边界)(图8)。
5.课后信息反馈
通过多年的教学摸索,在上“二元一次不等式平面区域的画法”这一节时,我往往是开门见山地告诉学生:(板书)大于(大于等于)在上方(右方),小于(小于等于)在下方(左方);然后再讲明要点;最后通过一两个例子来让学生理解掌握,这比用传统教育方法:“取点代值、判断”要好得多。这样只用十分钟时间左右就很好地完成了本节课的教学任务,从而大大缩短了教学时间,减轻了学生的学习负担,教与学都达到了预期目的。通过抽样调查——教学效果很好。抽样调查表如下:
〖XC15.TIF;%30%25〗
若在实验班用上述方法上课则效果会更好些。由此可见本文所探讨的方法是可推广的。
参考文献
[1] 人教版·普通高中教材《数学》第二册(上)(2006年11月第二版).
【关键词】简单平面区域 画法 探讨
二元一次不等式平面区域的画法是简单线性规划的重要内容,它不仅是考试的重点,也是解决实际问题的一个突破口。能理解并熟练地掌握其画法是关键之关键。笔者通过多年的课堂教学,从中摸索出其简易的教学方法之规律以供师生们参考。
1.课本知识再现
现行普通高中教材《数学》[1]第二册P63:画二元一次不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,由于对直线Ax+By+C=0的同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C中,所得到的实数的符号都相同。所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C的正负即可判断Ax+By+C≥0表示的直线哪一侧的平面区域。特殊地,当C≠0时常把原点作为特殊点。
对以上画法当然可以,但对初学者来说不一定能很好掌握,特别是对不等式组所表示的平面区域就更难了——对每一个不等式都要取特殊点。况且每一个特殊点也不一定好选。我们不妨从以前学过的“不等式”和“直线方程”的直观性入手来进行研究探讨看如何?
2.方法探讨
一般地,对于Ax+By+C≥0(A、B不同时为0)所表示的平面区域可以按下列几种来画:
2.1 若B=0,由Ax+By+C≥0得Ax+C≥0,
当A>0时,有x≥- 〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗表示的平面区域在直线L:x=-〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗 的右方(包括边界图1)。当A<0时,有x≤-〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗 表示的平面区域在直线L:x=-〖SX(〗C〖〗A〖SX)〗 的左方(包括边界图2)。
〖XC12.TIF;%40%30〗
2.2 若A=0,由Ax+By+C≥0得By+C≥0
当B>0时,有y≥- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 表示的平面区域在直线L:y=- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的上方(包括边界图3)。
当B<0时,有y≤-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 表示的平面区域在直线L:y=- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的下方(包括边界图4)。
2.3 若A≠0,B≠0,由Ax+By+C≥0得By≥-Ax-C
当B>0时,有y≥-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x- 〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗表示的平面区域在直线L:y=-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的上方(包括边界图5)。
当B<0时,有y≤-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 表示的平面区域在直线L: y=-〖SX(〗A〖〗B〖SX)〗 x-〖SX(〗C〖〗B〖SX)〗 的下方(包括边界图6)。
〖XC13.TIF;%45%40〗
类似地,对于不等式Ax+By+C≤0、Ax+By+C<0、 Ax+By+C>0所表示的平面区域也可以画出来(说明:当平面区域不包括边界时,则把边界直线画成虚线)。
3.结论与小结
一般地,在画二元一次不等式Ax+By+C≥0(Ax+By+C≤0、Ax+By+C<0、 Ax+By+C>0)所表示的平面区域时,首先把它化成直线的“斜截式”y=kx+b(B≠0)的形式(“y”的系数一定是“1”)或者化成直线x=d(B=0)的形式(“x”的系数一定是“1”),然后再看不等号:≥、> 在上方(右方),≤、< 在下方(左方)来判断即可,这比取特殊点要方便得多。
总之,一句话:大于(大于等于)在上方(右方),小于(小于等于)在下方(左方)。
4.方法应用
例1: 画出不等式2x+y-6<0表示的平面区域。
解:由原不等式得y<-2x+6,则平面区域为(图7):
说明:“<”(“小于”)在直线L:y=-2x+6的下方不包括边界)
〖XC14.TIF;%30%30〗
例2: 画出不等式组〖JB({〗x-y+5≥0x+y≥0x≤3〖JB)〗 表示的平面区域。
解:由原不等式组得〖JB({〗y≤x+5y≥-xx≤3〖JB)〗 ,则知平面区域是在直线L1:y=x+5的下方、直线L2:y=-x的上方和直线L3:x=3的左方的公共区域(均包括边界)(图8)。
5.课后信息反馈
通过多年的教学摸索,在上“二元一次不等式平面区域的画法”这一节时,我往往是开门见山地告诉学生:(板书)大于(大于等于)在上方(右方),小于(小于等于)在下方(左方);然后再讲明要点;最后通过一两个例子来让学生理解掌握,这比用传统教育方法:“取点代值、判断”要好得多。这样只用十分钟时间左右就很好地完成了本节课的教学任务,从而大大缩短了教学时间,减轻了学生的学习负担,教与学都达到了预期目的。通过抽样调查——教学效果很好。抽样调查表如下:
〖XC15.TIF;%30%25〗
若在实验班用上述方法上课则效果会更好些。由此可见本文所探讨的方法是可推广的。
参考文献
[1] 人教版·普通高中教材《数学》第二册(上)(2006年11月第二版).