一元不等式(或方程)否定的基本策略

来源 :数学教学通讯(教师阅读) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jojoy9912004
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  读贵刊文[1],颇受启迪,但该文中有些提法缺少了“言之有据”,现提出主要的两点商榷意见:
  问题1 关于论据:
  (1) “不等式 1 x2+4x-5 ≥0的否定”即是“ 1 x2+4x-5 不‘大于或等于0’”.(在原文“从概念理解方面”一段中)
  (2) “‘不大于且不等于0’并不等价于‘小于0’”.(在原文倒数第二段中)
  问题2 关于论点:
  “‘≥’的否定不是‘<’”.(在原文倒数第二段中,系原文的论点)
  事实上,“不等式 1 x2+4x-5 ≥0的否定”结果是-5≤x≤1;(原文已提供)而“ 1 x2+4x-5 不‘大于或等于0’”得 1 x2+4x-5 ≤0且 1 x2+4x-5 ≠0,即 -5<x<1且x为实数,结果是:-5<x<1.说明论据(1)有误.又不等式 1 x2+4x-5 <0的解集是-5<x<1.依此出现了“‘不大于且不等于0’等价于‘小于0’”的情形,说明论据(2)也有误.因此原文的论点得不到它们的支撑.
  显然,原文的论点也不一定成立,应依实际情况而定.如“ 1 x2+4x-5 ≥0”的否定不是“ 1 x2+4x-5 <0”,是“ 1 x2+4x-5 <0或x2+4x-5=0”,而“x-5≥0”的否定是“x-5<0”.
  值得我们反思的是:什么原因使得原文作者“为了纠正隐蔽的错误”,却又产生出如此多的新隐蔽错误呢?本文进一步研究发现:问题的实质在于原文作者虽然认识到这种命题的复杂性,但是并未从源头上识别出这种命题的类型和本质.在此,本文将给出这种命题的类型、本质及基本的否定策略.
  其实,一元不等式(或方程)这种命题属于一种复合命题,本质是“p且q”形式的联言命题,其否定为“非p或非q”(也可写成p或q)形式的选言命题.这里,p指题目中所给的不等式(或方程),q是这个不等式(或等式)中函数的定义域.对这种命题求“非”,当q为实数集的真子集时,要注意必须考虑在实数集中对q求非,此时“≥”的否定不是“<”;当q为实数集时,“非p或非q”为“非p或”,即可化简得“非p”,说明这时可以不考虑在实数集中对定义域求非,此时可直接得“≥”的否定是“<”.而解一元不等式(或方程)时得出的结果不会超出定义域的范围,故“p且q”可简写成“p”.必须注意的是,二者的运算不能混淆:一是求“非”;一是等价变形.
  例1求下列命题的否定: x-3 ≤0.
  解:因为原命题: x-3 ≤0且x-3≥0 (可化简为:x=3).
  所以否定命题: x-3 >0或 x-3<0 (可得:x≠3).
  由此可见,据此方法对一元不等式(或方程)求“非”,则简洁规范、易于操作,是本质解法.请再看几例.
  例2写出下列命题的否定:(1) y2-14y+13=0;(2)x+5 x-2 >0;(3) x2=900. (x为负数); (4)1 x|x| +1=0; (5) log2(x+3)≥0;
  (6) (x+7)(y-10)≠0.
  解:(1) 因为原命题: y2-14y+13=0且y是实数(可化简为:y=1或y=13).
  所以否定命题:y2-14y+13≠0或y不是实数(可得:y≠1且y≠13).
   (2) 因为原命题: x+5 x-2 >0且x-2≠0 (可化简为:x>2或x<-5).
  所以否定命题: x+5 x-2 ≤0或x-2=0 (可化简得:-5≤x≤2).
  (3) 因为原命题:x2=900且x为负数(可化简为:x=-30).
  所以否定命题:x2≠900或x不为负数(可化简得:x≠-30).
  (4) 因为原命题: 1 x|x| +1=0且x|x|≠0(可化简为:x=-1).
  所以否定命题: 1 x|x| +1≠0或x|x|=0(可化简得:x≠-1).
  (5) 因为原命题:log2(x+3)≥0且x+3>0(可化简为:x≥-2).
  所以否定命题:log2(x+3)<0或x+3≤0(可化简得:x<-2).
  (6) 因为原命题:(x+7)(y-10)≠0且x、y是实数(可化简为:x≠-7且y≠10).
  所以否定命题:(x+7)(y-10)=0或x、y不都是实数(可得:x=-7或y=10).
  [注]:当q为实数集的真子集时,把原命题改写成“p且q”形式是直接求“非”的必要步骤.
  综上,我们对一元不等式(或方程)求“非”可以发现两种解法:(1) (直接法)先求“非”,后化简;(2) (间接法)先化简,后求“非”.我们还注意到,这里的原命题与它的否定命题具有对立统一的关系,它们的“与”关系是空集,“或”关系是实数集.这一特点可用于解题过程的检查核对.值得一提是,最后一题给出了一个对二元不等式求“非”的例子.
  
  参考文献
  吴先全.“≥”的否定是“<”吗?[J].数学教学通讯,2005(2上)
  
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