|
|
Строка 1: |
Строка 1: |
- | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Математика|Математика]]>>[[Математика 9 класс|Математика 9 класс]]>>Математика: Системы неравенств<metakeywords>Системы неравенств</metakeywords>''' | + | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Математика|Математика]]>>[[Математика 9 класс|Математика 9 класс]]>>Математика: Системы неравенств<metakeywords>Системы неравенств, математической модели, натуральное число, неравенства, системы неравенств, числовое неравенство, координатной прямой, луч, отрезок, линейных неравенств, прямую, коэффициент, переменной, корни</metakeywords>''' |
| | | |
| <br> | | <br> |
Строка 5: |
Строка 5: |
| '''Системы неравенств'''<br> | | '''Системы неравенств'''<br> |
| | | |
- | <br>Рассмотрим два примера, решение которых, как мы увидим, приведет к новой для нас математической модели — системе неравенств.<br>'''Пример 1'''. Найти область определения выражения [[Image:Al31.jpg|180px|Выражение]]<br>'''Решение.''' Под знаком квадратного корня должно находиться неотрицательное число, значит, должны одновременно выполняться два неравенства: [[Image:Al32.jpg|180px|Неравенства]] В таких случаях говорят, что задача сводится к решению системы неравенств | + | <br>Рассмотрим два примера, решение которых, как мы увидим, приведет к новой для нас [[Системы двух линейных уравнений с двумя переменными как математические модели реальных ситуаций |математической модели]] — системе неравенств.<br>'''Пример 1'''. Найти область определения выражения [[Image:Al31.jpg|180px|Выражение]]<br>'''Решение.''' Под знаком квадратного корня должно находиться неотрицательное число, значит, должны одновременно выполняться два неравенства: [[Image:Al32.jpg|180px|Неравенства]] В таких случаях говорят, что задача сводится к решению системы неравенств |
| | | |
| [[Image:Al33.jpg|120px|Неравенства]] <br>Но с такой математической моделью (системой неравенств) мы еще не встречались. Значит, решение примера мы пока не в состоянии довести до конца. | | [[Image:Al33.jpg|120px|Неравенства]] <br>Но с такой математической моделью (системой неравенств) мы еще не встречались. Значит, решение примера мы пока не в состоянии довести до конца. |
| | | |
- | '''Пример 2.''' Задумано натуральное число. Известно, что если к квадрату задуманного числа прибавить 13, то сумма будет больше произведения задуманного числа и числа 14. Если же к квадрату задуманного числа прибавить 45, то сумма будет меньше произведения задуманного числа и числа 18. Какое число задумано?<br>'''Решение.''' '''Первый этап.''' Составление математической модели. | + | '''Пример 2.''' Задумано [[Презентація до теми Натуральний ряд чисел. Читання і запис натуральних чисел, більших за мільйон. Число 0|натуральное число]]. Известно, что если к квадрату задуманного числа прибавить 13, то сумма будет больше произведения задуманного числа и числа 14. Если же к квадрату задуманного числа прибавить 45, то сумма будет меньше произведения задуманного числа и числа 18. Какое число задумано?<br>'''Решение.''' '''Первый этап.''' Составление математической модели. |
| | | |
- | Пусть х — задуманное число. По первому условию сумма чисел х<sup>2</sup> и 13 больше числа 14х; это значит, что должно выполняться неравенство х<sup>2</sup> + 13 > 14х. По второму условию сумма чисел х<sup>2</sup> и 45 меньше числа 18х; это значит, что должно выполняться неравенство х<sup>2</sup> + 45 < 18х. Указанные неравенства должны выполняться одновременно, следовательно, речь идет о решении системы неравенствo | + | Пусть х — задуманное число. По первому условию сумма чисел х<sup>2</sup> и 13 больше числа 14х; это значит, что должно выполняться неравенство х<sup>2</sup> + 13 > 14х. По второму условию сумма чисел х<sup>2</sup> и 45 меньше числа 18х; это значит, что должно выполняться неравенство х<sup>2</sup> + 45 < 18х. Указанные [[Числові нерівності. Основні властивості чйслових нерівностей. Почленне додавання і множення нерівностей. Презентація уроку|неравенства]] должны выполняться одновременно, следовательно, речь идет о решении системы неравенствo |
| | | |
| [[Image:Al34.jpg|120px|Неравенства]]<br>Пока придется повременить с переходом ко второму этапу решения задачи — этапу работы с составленной математической моделью. Сначала надо изучить новую модель — систему неравенств.<br> | | [[Image:Al34.jpg|120px|Неравенства]]<br>Пока придется повременить с переходом ко второму этапу решения задачи — этапу работы с составленной математической моделью. Сначала надо изучить новую модель — систему неравенств.<br> |
Строка 17: |
Строка 17: |
| '''Определение.''' Несколько неравенств с одной переменной образуют систему неравенств, если ставится задача найти все общие решения заданных неравенств. Значение переменной, при котором каждое из неравенств системы обращается в верное числовое неравенство, называют решением (или частным решением) системы неравенств. | | '''Определение.''' Несколько неравенств с одной переменной образуют систему неравенств, если ставится задача найти все общие решения заданных неравенств. Значение переменной, при котором каждое из неравенств системы обращается в верное числовое неравенство, называют решением (или частным решением) системы неравенств. |
| | | |
- | Множество всех решений (частных решений) системы неравенств представляет собой общее решение системы неравенств (чаще говорят просто — решение системы неравенств). | + | Множество всех решений (частных решений) системы неравенств представляет собой общее решение системы неравенств (чаще говорят просто — решение [[Нерівності зі змінними. Лінійні нерівності з однією змінною.|системы неравенств]]). |
| | | |
| Неравенства, образующие систему, объединяются фигурной скобкой (так же обстоит дело и в системах уравнений). Например, запись | | Неравенства, образующие систему, объединяются фигурной скобкой (так же обстоит дело и в системах уравнений). Например, запись |
Строка 39: |
Строка 39: |
| Можно подобрать несколько ее частных решений, например х = 3, х = 4, х = 3,5. В самом деле, при х = 3 первое неравенство принимает вид 5 > 3, а второе — вид 7 < 11. Получились два верных числовых неравенства, значит, х = 3 — решение системы неравенств. Точно так же можно убедиться в том, что х = 4, х = 3,5 — решения системы неравенств. | | Можно подобрать несколько ее частных решений, например х = 3, х = 4, х = 3,5. В самом деле, при х = 3 первое неравенство принимает вид 5 > 3, а второе — вид 7 < 11. Получились два верных числовых неравенства, значит, х = 3 — решение системы неравенств. Точно так же можно убедиться в том, что х = 4, х = 3,5 — решения системы неравенств. |
| | | |
- | В то же время значение х = 5 не является решением системы неравенств. При х = 5 первое неравенство принимает вид 9 > 3 — верное числовое неравенство, а второе — вид 13 < 11— неверное числовое неравенство.<br>Решить систему неравенств — значит найти все ее частные решения. Ясно, что такое угадывание, которое продемонстрировано выше, — не метод решения системы неравенств. В следующем примере мы покажем, как обычно рассуждают при решении системы неравенств. | + | В то же время значение х = 5 не является решением системы неравенств. При х = 5 первое неравенство принимает вид 9 > 3 — верное числовое неравенство, а второе — вид 13 < 11— неверное [[Завдання до уроку: Числові нерівності. Основні властивості чйслових нерівностей. Почленне додавання і множення нерівностей.|числовое неравенство]].<br>Решить систему неравенств — значит найти все ее частные решения. Ясно, что такое угадывание, которое продемонстрировано выше, — не метод решения системы неравенств. В следующем примере мы покажем, как обычно рассуждают при решении системы неравенств. |
| | | |
| '''Пример 3.''' Решить систему неравенств: | | '''Пример 3.''' Решить систему неравенств: |
Строка 47: |
Строка 47: |
| '''Р е ш е н и е. ''' | | '''Р е ш е н и е. ''' |
| | | |
- | '''а)''' Решая первое неравенство системы, находим 2х > 4, х > 2; решая второе неравенство системы, находим Зх < 13[[Image:Al39.jpg]] Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для выделения первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 22). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, , т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. В рассматриваемом примере получаем интервал [[Image:Al310.jpg]]<br>'''б)''' Решая первое неравенство системы, находим х > 2; решая второе неравенство системы, находим [[Image:Al311.jpg|160px|Неравенства]] Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 23). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. В рассматриваемом примере получаем луч [[Image:Al312.jpg]] | + | '''а)''' Решая первое неравенство системы, находим 2х > 4, х > 2; решая второе неравенство системы, находим Зх < 13[[Image:Al39.jpg]] Отметим эти промежутки на одной [[Порівняння натуральних чисел за допомогою координатного променя. Презентація уроку|координатной прямой]], использовав для выделения первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 22). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, , т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. В рассматриваемом примере получаем интервал [[Image:Al310.jpg]]<br>'''б)''' Решая первое неравенство системы, находим х > 2; решая второе неравенство системы, находим [[Image:Al311.jpg|160px|Неравенства]] Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 23). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. В рассматриваемом примере получаем [[Урок 3. Прямая. Луч. Отрезок|луч]] [[Image:Al312.jpg]] |
| | | |
| [[Image:Al313.jpg|320px|Луч]]<br>'''в)''' Решая первое неравенство системы, находим х < 2; решая второе неравенство системы, находим [[Image:Al314.jpg]] Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 24). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. Здесь такого промежутка нет, значит, система неравенств не имеет решений. | | [[Image:Al313.jpg|320px|Луч]]<br>'''в)''' Решая первое неравенство системы, находим х < 2; решая второе неравенство системы, находим [[Image:Al314.jpg]] Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 24). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. Здесь такого промежутка нет, значит, система неравенств не имеет решений. |
Строка 58: |
Строка 58: |
| [[Image:Al318.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>Теперь мы без особого труда сможем решить систему неравенств, которую получили выше, в примере 1: | | [[Image:Al318.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>Теперь мы без особого труда сможем решить систему неравенств, которую получили выше, в примере 1: |
| | | |
- | [[Image:Al319.jpg|120px|Неравенства]]<br>Решая первое неравенство системы, находим х > 2; решая второе неравенство системы, находим х < 8. Отметим эти промежутки (лучи) на одной координатной прямой, использовав для первого —верхнюю, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 26). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали, — отрезок [2, 8]. Это — область определения того выражения, о котором шла речь в примере 1. | + | [[Image:Al319.jpg|120px|Неравенства]]<br>Решая первое неравенство системы, находим х > 2; решая второе неравенство системы, находим х < 8. Отметим эти промежутки (лучи) на одной координатной прямой, использовав для первого —верхнюю, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 26). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали, — [[Фішки для допитливих до уроку «Вимірювання і побудова відрізків»|отрезок]] [2, 8]. Это — область определения того выражения, о котором шла речь в примере 1. |
| | | |
- | [[Image:Al320.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>Разумеется, система неравенств не обязательно должна состоять из линейных неравенств, как было до сих пор; могут встретиться любые рациональные (и не только рациональные) неравенства. Технически работа с системой рациональных нелинейных неравенств, конечно, сложнее, но принципиально нового (по сравнению с системами линейных неравенств) здесь ничего нет. | + | [[Image:Al320.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>Разумеется, система неравенств не обязательно должна состоять из линейных неравенств, как было до сих пор; могут встретиться любые рациональные (и не только рациональные) неравенства. Технически работа с системой рациональных нелинейных неравенств, конечно, сложнее, но принципиально нового (по сравнению с системами [[Линейные и квадратные неравенства|линейных неравенств]]) здесь ничего нет. |
| | | |
| '''Пример 4.''' Решить систему неравенств | | '''Пример 4.''' Решить систему неравенств |
Строка 70: |
Строка 70: |
| 1) Решим неравенство [[Image:Al322.jpg|Неравенства]] Имеем [[Image:Al323.jpg|Неравенства]]<br>Отметим точки -3 и 3 на числовой прямой (рис. 27). Они разбивают прямую на три промежутка, причем на каждом промежутке выражение р(х) = (х- 3)(х + 3) сохраняет постоянный знак — эти знаки указаны на рис. 27. Нас интересуют промежутки, на которых выполняется неравенство р(х) > 0 (они заштрихованы на рис. 27), и точки, в которых выполняется равенство р(х) = 0, т.е. точки х = -3, х = 3 (они отмечены на рис. 2 7 темными кружочками). Таким образом, на рис. 27 представлена геометрическая модель решения первого неравенства. | | 1) Решим неравенство [[Image:Al322.jpg|Неравенства]] Имеем [[Image:Al323.jpg|Неравенства]]<br>Отметим точки -3 и 3 на числовой прямой (рис. 27). Они разбивают прямую на три промежутка, причем на каждом промежутке выражение р(х) = (х- 3)(х + 3) сохраняет постоянный знак — эти знаки указаны на рис. 27. Нас интересуют промежутки, на которых выполняется неравенство р(х) > 0 (они заштрихованы на рис. 27), и точки, в которых выполняется равенство р(х) = 0, т.е. точки х = -3, х = 3 (они отмечены на рис. 2 7 темными кружочками). Таким образом, на рис. 27 представлена геометрическая модель решения первого неравенства. |
| | | |
- | [[Image:Al324.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>2) Решим неравенство [[Image:Al325.jpg|Неравенства]] Имеем [[Image:Al326.jpg|Неравенства]]<br>Отметим точки 0 и 5 на числовой прямой (рис. 28). Они разбивают прямую на три промежутка, причем на каждом промежутке выражение <7(х) = х(5 - х) сохраняет постоянный знак — эти знаки указаны на рис. 28. Нас интересуют промежутки, на которых выполняется неравенство g(х) > О (заштриховано на рис. 28), и точки, в которых выполняется равенство g (х) - О, т.е. точки х = 0, х = 5 (они отмечены на рис. 28 темными кружочками). Таким образом, на рис. 28 представлена геометрическая модель решения второго неравенства системы. | + | [[Image:Al324.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>2) Решим неравенство [[Image:Al325.jpg|Неравенства]] Имеем [[Image:Al326.jpg|Неравенства]]<br>Отметим точки 0 и 5 на числовой прямой (рис. 28). Они разбивают [[Урок З. Точка. Прямая и кривая линии|прямую]] на три промежутка, причем на каждом промежутке выражение <7(х) = х(5 - х) сохраняет постоянный знак — эти знаки указаны на рис. 28. Нас интересуют промежутки, на которых выполняется неравенство g(х) > О (заштриховано на рис. 28), и точки, в которых выполняется равенство g (х) - О, т.е. точки х = 0, х = 5 (они отмечены на рис. 28 темными кружочками). Таким образом, на рис. 28 представлена геометрическая модель решения второго неравенства системы. |
| | | |
| [[Image:Al327.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>'''3)''' Отметим найденные решения первого и второго неравенств системы на одной координатной прямой, использовав для решений первого неравенства верхнюю штриховку, а для решений второго — нижнюю штриховку (рис. 29). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. Таким промежутком является отрезок [3, 5].<br>Ответ: | | [[Image:Al327.jpg|240px|Координатная прямая]]<br>'''3)''' Отметим найденные решения первого и второго неравенств системы на одной координатной прямой, использовав для решений первого неравенства верхнюю штриховку, а для решений второго — нижнюю штриховку (рис. 29). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. Таким промежутком является отрезок [3, 5].<br>Ответ: |
Строка 80: |
Строка 80: |
| [[Image:Al329.jpg]]<br>'''Решение: ''' | | [[Image:Al329.jpg]]<br>'''Решение: ''' |
| | | |
- | '''а)''' Из первого неравенства находим x >2. Рассмотрим второе неравенство. Квадратный трехчлен х<sup>2</sup> + х + 2 не имеет действительных корней, а его старший коэффициент (коэффициент при х<sup>2</sup>) положителен. Значит, при всех х выполняется неравенство х<sup>2</sup> + х + 2>0,а потому второе неравенство системы не имеет решений. Что это значит для системы неравенств? Это значит, что система не имеет решений. | + | '''а)''' Из первого неравенства находим x >2. Рассмотрим второе неравенство. Квадратный трехчлен х<sup>2</sup> + х + 2 не имеет действительных корней, а его старший [[Задачі: Переставна і сполучна властивості множення. Коефіцієнт|коэффициент]] (коэффициент при х<sup>2</sup>) положителен. Значит, при всех х выполняется неравенство х<sup>2</sup> + х + 2>0,а потому второе неравенство системы не имеет решений. Что это значит для системы неравенств? Это значит, что система не имеет решений. |
| | | |
| '''б)''' Из первого неравенства находим x > 2, а второе неравенство выполняется при любых значениях х. Что это значит для системы неравенств? Это значит, что ее решение имеет вид х>2, т.е. совпадает с решением первого неравенства. | | '''б)''' Из первого неравенства находим x > 2, а второе неравенство выполняется при любых значениях х. Что это значит для системы неравенств? Это значит, что ее решение имеет вид х>2, т.е. совпадает с решением первого неравенства. |
Строка 92: |
Строка 92: |
| 1. Если в системе из нескольких неравенств с одной переменной одно неравенство не имеет решений, то и система не имеет решений. | | 1. Если в системе из нескольких неравенств с одной переменной одно неравенство не имеет решений, то и система не имеет решений. |
| | | |
- | 2. Если в системе из двух неравенств с одной переменной одно неравенство выполняется при любых значениях переменной, то решением системы служит решение второго неравенства системы. | + | 2. Если в системе из двух неравенств с одной переменной одно неравенство выполняется при любых значениях [[Линейное уравнение с двумя переменными и его график|переменной]], то решением системы служит решение второго неравенства системы. |
| | | |
| Завершая этот параграф, вернемся к приведенной в его начале задаче о задуманном числе и решим ее, как говорится, по всем правилам. | | Завершая этот параграф, вернемся к приведенной в его начале задаче о задуманном числе и решим ее, как говорится, по всем правилам. |
Строка 106: |
Строка 106: |
| Найдем корни трехчлена х<sup>2</sup> - 14x + 13: х<sup>2</sup> = 1, х<sub>2</sub> = 13. С помощью параболы у = х<sup>2</sup> - 14x + 13 (рис. 30) делаем вывод, что интересующее нас неравенство выполняется при x < 1 или x > 13. | | Найдем корни трехчлена х<sup>2</sup> - 14x + 13: х<sup>2</sup> = 1, х<sub>2</sub> = 13. С помощью параболы у = х<sup>2</sup> - 14x + 13 (рис. 30) делаем вывод, что интересующее нас неравенство выполняется при x < 1 или x > 13. |
| | | |
- | Преобразуем второе неравенство системы к виду х2 - 18<sup>2</sup> + 45 < 0. Найдем корни трехчлена х<sup>2</sup> - 18x + 45: = 3, х<sub>2</sub> = 15. | + | Преобразуем второе неравенство системы к виду х2 - 18<sup>2</sup> + 45 < 0. Найдем [[Степени и корни. Степенные функции. Основные результаты|корни]] трехчлена х<sup>2</sup> - 18x + 45: = 3, х<sub>2</sub> = 15. |
| | | |
| [[Image:Al331.jpg|480px|Парабола]]<br>С помощью параболы у = х<sup>2</sup> - 18x + 45 (рис. 31) делаем вывод, что интересующее нас неравенство выполняется, если 3 < х < 15. | | [[Image:Al331.jpg|480px|Парабола]]<br>С помощью параболы у = х<sup>2</sup> - 18x + 45 (рис. 31) делаем вывод, что интересующее нас неравенство выполняется, если 3 < х < 15. |
Текущая версия на 06:21, 10 октября 2012
Гипермаркет знаний>>Математика>>Математика 9 класс>>Математика: Системы неравенств
Системы неравенств
Рассмотрим два примера, решение которых, как мы увидим, приведет к новой для нас математической модели — системе неравенств. Пример 1. Найти область определения выражения ![Выражение](/images/f/fc/Al31.jpg) Решение. Под знаком квадратного корня должно находиться неотрицательное число, значит, должны одновременно выполняться два неравенства: В таких случаях говорят, что задача сводится к решению системы неравенств
Но с такой математической моделью (системой неравенств) мы еще не встречались. Значит, решение примера мы пока не в состоянии довести до конца.
Пример 2. Задумано натуральное число. Известно, что если к квадрату задуманного числа прибавить 13, то сумма будет больше произведения задуманного числа и числа 14. Если же к квадрату задуманного числа прибавить 45, то сумма будет меньше произведения задуманного числа и числа 18. Какое число задумано? Решение. Первый этап. Составление математической модели.
Пусть х — задуманное число. По первому условию сумма чисел х2 и 13 больше числа 14х; это значит, что должно выполняться неравенство х2 + 13 > 14х. По второму условию сумма чисел х2 и 45 меньше числа 18х; это значит, что должно выполняться неравенство х2 + 45 < 18х. Указанные неравенства должны выполняться одновременно, следовательно, речь идет о решении системы неравенствo
![Неравенства](/images/5/50/Al34.jpg) Пока придется повременить с переходом ко второму этапу решения задачи — этапу работы с составленной математической моделью. Сначала надо изучить новую модель — систему неравенств.
Определение. Несколько неравенств с одной переменной образуют систему неравенств, если ставится задача найти все общие решения заданных неравенств. Значение переменной, при котором каждое из неравенств системы обращается в верное числовое неравенство, называют решением (или частным решением) системы неравенств.
Множество всех решений (частных решений) системы неравенств представляет собой общее решение системы неравенств (чаще говорят просто — решение системы неравенств).
Неравенства, образующие систему, объединяются фигурной скобкой (так же обстоит дело и в системах уравнений). Например, запись
означает, что неравенства 2х - 1 > 3 и Зх - 2 < 11 образуют систему неравенств.
Иногда используется запись системы неравенств в виде двойного неравенства. Например, систему неравенств
можно записать в виде двойного неравенства 3<2х-1<11.
В курсе алгебры 9-го класса мы будем рассматривать только системы из двух неравенств.
Рассмотрим систему неравенств
Можно подобрать несколько ее частных решений, например х = 3, х = 4, х = 3,5. В самом деле, при х = 3 первое неравенство принимает вид 5 > 3, а второе — вид 7 < 11. Получились два верных числовых неравенства, значит, х = 3 — решение системы неравенств. Точно так же можно убедиться в том, что х = 4, х = 3,5 — решения системы неравенств.
В то же время значение х = 5 не является решением системы неравенств. При х = 5 первое неравенство принимает вид 9 > 3 — верное числовое неравенство, а второе — вид 13 < 11— неверное числовое неравенство. Решить систему неравенств — значит найти все ее частные решения. Ясно, что такое угадывание, которое продемонстрировано выше, — не метод решения системы неравенств. В следующем примере мы покажем, как обычно рассуждают при решении системы неравенств.
Пример 3. Решить систему неравенств:
Р е ш е н и е.
а) Решая первое неравенство системы, находим 2х > 4, х > 2; решая второе неравенство системы, находим Зх < 13 Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для выделения первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 22). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, , т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. В рассматриваемом примере получаем интервал ![Al310.jpg](/images/f/f0/Al310.jpg) б) Решая первое неравенство системы, находим х > 2; решая второе неравенство системы, находим Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 23). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. В рассматриваемом примере получаем луч
![Луч](/images/1/10/Al313.jpg) в) Решая первое неравенство системы, находим х < 2; решая второе неравенство системы, находим Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 24). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. Здесь такого промежутка нет, значит, система неравенств не имеет решений.
![Координатная прямая](/images/9/91/Al315.jpg) Ответ:
![Ответ](/images/b/b3/Al316.jpg) Обобщим рассуждения, проведенные в рассмотренном примере. Предположим, что нам нужно решить систему неравенств
![Неравенства](/images/7/7d/Al317.jpg) Пусть, например, интервал (а, b) является решением неравенства fх2 > g(х), а интервал (с, d) — решением неравенства f2(х) > s2(х). Отметим эти промежутки на одной координатной прямой, использовав для первого промежутка верхнюю штриховку, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 25). Решением системы неравенств является пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. На рис. 25 это интервал (с, b).
![Координатная прямая](/images/e/e5/Al318.jpg) Теперь мы без особого труда сможем решить систему неравенств, которую получили выше, в примере 1:
![Неравенства](/images/e/ef/Al319.jpg) Решая первое неравенство системы, находим х > 2; решая второе неравенство системы, находим х < 8. Отметим эти промежутки (лучи) на одной координатной прямой, использовав для первого —верхнюю, а для второго — нижнюю штриховку (рис. 26). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали, — отрезок [2, 8]. Это — область определения того выражения, о котором шла речь в примере 1.
![Координатная прямая](/images/5/5d/Al320.jpg) Разумеется, система неравенств не обязательно должна состоять из линейных неравенств, как было до сих пор; могут встретиться любые рациональные (и не только рациональные) неравенства. Технически работа с системой рациональных нелинейных неравенств, конечно, сложнее, но принципиально нового (по сравнению с системами линейных неравенств) здесь ничего нет.
Пример 4. Решить систему неравенств
Р е ш е н и е.
1) Решим неравенство Имеем ![Неравенства](/images/3/3d/Al323.jpg) Отметим точки -3 и 3 на числовой прямой (рис. 27). Они разбивают прямую на три промежутка, причем на каждом промежутке выражение р(х) = (х- 3)(х + 3) сохраняет постоянный знак — эти знаки указаны на рис. 27. Нас интересуют промежутки, на которых выполняется неравенство р(х) > 0 (они заштрихованы на рис. 27), и точки, в которых выполняется равенство р(х) = 0, т.е. точки х = -3, х = 3 (они отмечены на рис. 2 7 темными кружочками). Таким образом, на рис. 27 представлена геометрическая модель решения первого неравенства.
![Координатная прямая](/images/a/a2/Al324.jpg) 2) Решим неравенство Имеем ![Неравенства](/images/4/4a/Al326.jpg) Отметим точки 0 и 5 на числовой прямой (рис. 28). Они разбивают прямую на три промежутка, причем на каждом промежутке выражение <7(х) = х(5 - х) сохраняет постоянный знак — эти знаки указаны на рис. 28. Нас интересуют промежутки, на которых выполняется неравенство g(х) > О (заштриховано на рис. 28), и точки, в которых выполняется равенство g (х) - О, т.е. точки х = 0, х = 5 (они отмечены на рис. 28 темными кружочками). Таким образом, на рис. 28 представлена геометрическая модель решения второго неравенства системы.
![Координатная прямая](/images/a/a4/Al327.jpg) 3) Отметим найденные решения первого и второго неравенств системы на одной координатной прямой, использовав для решений первого неравенства верхнюю штриховку, а для решений второго — нижнюю штриховку (рис. 29). Решением системы неравенств будет пересечение решений неравенств системы, т.е. промежуток, на котором обе штриховки совпали. Таким промежутком является отрезок [3, 5]. Ответ:
![Координатная прямая](/images/0/03/Al328.jpg) Пример 5. Решить систему неравенств:
![Al329.jpg](/images/8/88/Al329.jpg) Решение:
а) Из первого неравенства находим x >2. Рассмотрим второе неравенство. Квадратный трехчлен х2 + х + 2 не имеет действительных корней, а его старший коэффициент (коэффициент при х2) положителен. Значит, при всех х выполняется неравенство х2 + х + 2>0,а потому второе неравенство системы не имеет решений. Что это значит для системы неравенств? Это значит, что система не имеет решений.
б) Из первого неравенства находим x > 2, а второе неравенство выполняется при любых значениях х. Что это значит для системы неравенств? Это значит, что ее решение имеет вид х>2, т.е. совпадает с решением первого неравенства.
О т в е т:
а) нет решений; б) x >2.
Этот пример является иллюстрацией для следующих полезных
1. Если в системе из нескольких неравенств с одной переменной одно неравенство не имеет решений, то и система не имеет решений.
2. Если в системе из двух неравенств с одной переменной одно неравенство выполняется при любых значениях переменной, то решением системы служит решение второго неравенства системы.
Завершая этот параграф, вернемся к приведенной в его начале задаче о задуманном числе и решим ее, как говорится, по всем правилам.
Пример 2 (см. с. 29). Задумано натуральное число. Известно, что если к квадрату задуманного числа прибавить 13, то сумма будет больше произведения задуманного числа и числа 14. Если же к квадрату задуманного числа прибавить 45, то сумма будет меньше произведения задуманного числа и числа 18. Какое число задумано?
Решение. <u</u>
Первый этап. Составление математической модели. Задуманное число х, как мы видели выше, должно удовлетворять системе неравенств
![Неравенства](/images/8/85/Al330.jpg) Второй этап. Работа с составленной математической моделью.Преобразуем первое неравенство системы к виду х2- 14x+ 13 > 0.
Найдем корни трехчлена х2 - 14x + 13: х2 = 1, х2 = 13. С помощью параболы у = х2 - 14x + 13 (рис. 30) делаем вывод, что интересующее нас неравенство выполняется при x < 1 или x > 13.
Преобразуем второе неравенство системы к виду х2 - 182 + 45 < 0. Найдем корни трехчлена х2 - 18x + 45: = 3, х2 = 15.
![Парабола](/images/1/1e/Al331.jpg) С помощью параболы у = х2 - 18x + 45 (рис. 31) делаем вывод, что интересующее нас неравенство выполняется, если 3 < х < 15.
Пересечением найденных решений служит интервал (13, 15) (см. рис. 32).
Третий этап. Ответ на вопрос задачи.
Нас интересует натуральное число, принадлежащее интервалу (13, 15). Таким числом является число 14.
Ответ: задумано число 14.
А.Г. Мордкович Алгебра 9 класс
Материалы по математике онлайн, задачи и ответы по классам, планы конспектов уроков по математике скачать
Содержание урока
конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|