师:同学们,大家好。昨天我们初步了解了不等式的相关概念,今天我们将探索不等式的性质。在学习过程中,我们会用类比方程的方法来研究不等式的性质。现在,请同学们回忆一下等式的性质有哪些?
等式的性质一:等式两边加或减同一个数或式子,结果仍相等。用符号语言表示为:如果(a = b),那么(a ± c = b ± c)。
等式的性质二:等式两边乘同一个数,或除以同一个不为(0)的数,结果仍相等。用符号语言表示为:如果(a = b),那么(ac = bc);如果(a = b)且(c ≠ 0),那么(\frac{a}{c} = \frac{b}{c})。
那不等式的性质和等式的性质一样吗?会不会有什么不同?我们通过几组具体数值来研究一下。用大于号和小于号填空,并总结其中的规律。
已知(5 > 3),(5 + 2)和(3 + 2)的大小关系是什么样的?
生:(5 + 2 > 3 + 2)。
师:(5 - 2)和(3 - 2)的大小关系呢?
生:(5 - 2 > 3 - 2)。
师:第二组,已知(-1 < 3),(-1 + 2)和(3 + 2)之间的关系呢?
生:(-1 + 2 < 3 + 2)。
师:(-1 - 3)和(3 - 3)呢?
生:(-1 - 3 < 3 - 3)。
师:第三组,已知(6 > 2),比较(6×5)和(2×5)的大小关系。
生:(30 > 10),所以(6×5 > 2×5)。
师:(6×(-5))和(2×(-5))的大小关系呢?
生:因为(-30 < -10),所以(6×(-5) < 2×(-5))。
师:第四组,已知(-2 < 3),(-2×6)和(3×6)之间大小关系如何?
生:(-2×6 = -12),(3×6 = 18),所以这里应填小于号。
师:(-2×(-6))和(3×(-6))呢?
生:(12 > -18),所以这里应填大于号。
师:让我们来看这四组式子,在第一组和第二组中,我们在第一个不等式两边同加或同减一个数,发现不等号方向没有改变。而在第三组和第四组式子中,我们在不等式两边同乘一个数,这时不等号方向有时不变,有时改变。是什么原因使得不等号方向发生变化呢?
生:所乘的乘数的正负影响了不等号的方向。
师:非常好。那同学们能仿照等式的性质总结一下不等式的性质吗?
不等式的性质一:不等式两边加或减同一个数或式子,不等号方向不变。用符号语言记为:如果(a > b),那么(a ± c > b ± c)。可以发现,不等式的性质一和等式的性质一基本相似。
那不等式的性质二是不是也和等式的性质二一样呢?当然不一样。我们在刚才的探究中发现,在不等式两边所乘的数为正数或负数时,不等号方向有所不同。所以,我们总结不等式的性质时要分开叙述。
不等式的性质二:不等式两边乘或除以同一个正数,不等号方向不变。用符号语言记为:如果(a > b),(c > 0),那么(ac > bc)或(\frac{a}{c} > \frac{b}{c})。
当不等式两边所乘的数为负数时,不等式的性质该如何描述呢?
不等式的性质三:不等式两边乘或除以同一个负数,不等号方向改变。用符号语言记为:如果(a > b),(c < 0),那么(ac < bc)或(\frac{a}{c} < \frac{b}{c})。
请同学们在后面应用时一定要注意,当不等式两边同乘以一个数,一定要仔细分辨乘数的正负,以确定不等号方向是否改变。
下面我们通过几个例题进一步熟悉不等式的性质。
例一,设(a > b),用小于号或大于号填空。
在不等式两边同加上(2),根据不等式的性质一,不等号方向不变,所以应填什么符号?
生:大于号。
在不等式(a + b)两边同减去(3),同样根据不等式的性质一,不等号方向不变,应填什么符号?
生:大于号。
比较(-4a)和(-4b)的大小,这与(a > b)相比,是在不等式两边同乘以(-4),要注意所乘的数(-4)是负数,根据不等式的性质三,不等号方向应发生变化,所以应填什么符号?
生:小于号。
在不等式(a + b)两边同除以(2),也可认为是同乘(\frac{1}{2}),所乘的数为正数,根据不等式的性质二,不等号方向不变,应填什么符号?
生:大于号。
师:接下来看例(2)。若由(x < y),可以得到(a2x < a2y),则下面四个选项中,哪一个是正确的?
选项(a),当(a > 0)时,(a2)是正数。根据不等式的性质二,在(x < y)两边同乘(a2),可以得到(a2x < a2y),那这道题是不是就选(a)呢?
生:不对,因为当(a < 0)时,(a2)也是正数,依然满足题目条件。
师:再看(c)选项,当(a ≠ 0)时,由前面选项(a)和(b)可知,(a)为正数或负数都能使题意满足。在实数范围内只剩下(0)了,当(a = 0)时,在不等式两边同乘(0),不等式就变成等式(0 = 0),不满足题意,所以这道题的选项应该是什么?
生:(c)。
师:来看例(3),关于(x)的不等式((1 - a)x < 3)的解集为(x > \frac{3}{1 - a}),则(a)的取值范围是?
观察((1 - a)x < 3)和(x > \frac{3}{1 - a})这两个不等式,发现不等式两边同除以(1 - a),同时不等号方向发生了改变,为什么不等号方向会改变呢?
生:根据不等式的性质三,当不等式两边同除以一个负数,不等号方向就会改变,这意味着(1 - a)是负数,即(1 - a < 0),可推出(a > 1)。
师:所以这道题的正确选项应该是(b)。
师:好,再看最后一个例题,利用不等式的性质,将下列不等式转化为(x > a)或(x < a)的形式,其中(a)为常数。
(10x - 1 > 9x),与题目要求的表达形式有什么不同?
生:目标是不等号左边不含有常数。
师:所以我们可以利用不等式的性质一,在不等式两边同加上(1),此时不等号方向不变,得到什么?
生:(10x > 9x + 1)。
师:同时,根据目标条件,我们也希望不等号右边不出现含有未知数的项,所以继续利用不等式性质一,在不等式两边同减去(9x),得到什么?
生:(x > 1),符合(x > a)的形式。
师:那来看第二题(5 - 6x > 2)。首先利用不等式的性质一,在不等式两边同减去(5),不等号方向不变,得到什么?
生:(-6x > -3)。
师:接下来需要在不等式两边同乘以(-\frac{1}{6}),注意(-\frac{1}{6})是负数,依据的是不等式性质三,此时不等号方向将发生变化,得到什么?
生:(x < \frac{1}{2})。
师:相信通过这些例题,大家对不等式的性质有了进一步了解,下面请大家试一试。
说出下列不等式的变形是根据不等式的哪一条性质。
由(\frac{1}{2}x > -3),得(x > -6),这是在不等式两边同乘以(2)得到的,依据的是什么性质?
生:不等式的性质二。
由(3 + x < 5),得(x < 2),这是在第一个不等式两边同减去(3),依据的是什么性质?
生:不等式的性质一。
由(-x > 1),得(x < -1),这是在不等式两边同乘以(-1),不等号方向发生改变,依据的是什么性质?
生:不等式的性质三。
师:相信同学们都答对了,接下来攻克第二关。指出下列各式成立的条件。
由(mx < n)得到(x < \frac{n}{m}),发现当不等式两边同乘以(\frac{1}{m})时,不等号方向没有改变,根据不等式的性质二,此时(\frac{1}{m})应该是什么数?
生:正数,所以(m > 0)。
由(a < b)得到(ma > mb),此时在(a < b)两边同乘以(m),不等号方向发生了改变,根据不等式的性质三,(m)的值应为?
生:负数,所以(m < 0)。
由(3x > 4y)得(3x - m > 4y - m),这是在不等式两边同减去(m),根据不等式的性质一,在两边同加或减去一个数时,不等号方向始终不变,所以这里对(m)的值有要求吗?
生:没有要求,(m)为任意实数。
师:好,接着闯第三关。已知(m < n),则下列不等式一定成立的是?
a选项,由(m < n),在不等式两边同乘以(-1),得到(-m > -n),再在不等式两边同加上(3),不等号方向不变,此时(3 - m)和(3 - n)的大小关系是?
生:(3 - m > 3 - n),所以(a)选项错误。
b选项,在原来不等式(m < n)两边同乘((c - 1)2),b选项中不等号方向改变了,((c - 1)2)表示什么数?
生:非负数,即((c - 1)2)可以为正数,也可以为(0)。如果是正数,原来不等号方向不变;如果为(0),就不能用不等号连接,而应该是相等,所以(b)选项错误。
c选项,由(m < n)可知(m - n < 0),那么它的相反数呢?
生:大于(0),所以正确选项是(c)。
d选项为什么是错的呢?注意,b选项和d选项有所不同,d选项两边所乘式子为(c2 + 1),它表示什么数?
生:一定是正数,在不等式两边同乘正数,不等号方向应该不变,所以(d)选项错误。
这道题一定成立的式子就是(c)选项。
师:恭喜同学们闯过了三关,接下来挑战第四关,利用不等式的性质,将下列不等式转化为(x > a)或(x < a)的形式,其中(a)为常数。
同学们思考得怎么样了?来看第一题,首先利用不等式的性质一,在不等式两边同减去(3),不等号方向不变,得到什么?
生:(-\frac{x}{5} > -1)。
师:接着在不等式两边同乘以(-5),利用不等式的性质三,得到什么?
生:(x < 5)。
师:对于第二题,在不等式(3x + 5 < \frac{1}{2}x)两边,利用不等式性质一,同减去(\frac{1}{2}x),不等号方向不变,得到什么?
生:(\frac{5}{2}x + 5 < 0)。
师:再利用不等式的性质一,在不等式两边同减去(5),得到什么?
生:(\frac{5}{2}x < -5)。
师:接下来在不等式两边同乘以(\frac{2}{5}),此时所乘的数为正数,依据不等式性质二,得到什么?
生:(x < -2)。
师:相信通过这些练习,大家进一步理解了不等式的性质。我们再来了解一下不等式的其他性质。等式具有对称性和传递性,不等式是否也有类似性质呢?
生:不等式同样具有对称性,若(a > b),则(b < a);还具有传递性,若(a > b),(b > c),则(a > c)。
师:另外,在前面学习中,我们还遇到过一些其他有关不等式的性质。若(\vert a \vert > \vert b \vert),则(a2 > b2),反之也成立;若(a > b \geq 0),则(\sqrt{a} > \sqrt{b}),同样反之也成立。
除了这些性质,我们再看一个题目。阅读下面解题过程,再解题。已知(a > b),试比较(-2020a + 1)与(-2020b + 1)的大小。
解:因为(a > b),所以(-2020a > -2020b),故(-2020a + 1 > -2020b + 1)。
在上述解题过程中,从第几步开始出现错误?
生:第一步就错了,从(a > b)到(-2020a > -2020b),是在不等式两边同乘以(-2020),这是负数,不等号方向应该改变,而这里依然是大于号。
师:错误原因就是当两边同乘以(-2020)时,不等号方向没有改变。后面同学们做题一定要注意常数的正负。
下面写出这道题的正确解题过程。
因为(a > b),所以(-2020a < -2020b),故(-2020a + 1 < -2020b + 1)。
除了这种方法,还有没有其他方法比较(-2020a + 1)和(-2020b + 1)的大小呢?
生:上学期学过求差法。
师:什么是求差法?一起来回忆一下。若(a - b > 0),则(a > b);若(a - b = 0),则(a = b);若(a - b < 0),则(a < b),这就是求差法的依据。以前我们可能不太理解,现在学习了不等式的性质,能进一步验证为什么这些依据成立。利用不等式的性质一,对(a - b > 0)两边同加上(b),就得到(a > b)。下面的结论同理可得。
我们用求差法来解决下面这个问题。某工厂要制作一产品,现在有两种用料方案。方案一:用(4)块(A)型钢板,(8)块(B)型钢板;方案二:用(3)块(A)型钢板,(9)块(B)型钢板。(A)型钢板的面积比(B)型钢板大,从省料角度考虑应选哪种方案?
要确定使用哪种方案,首先要将两个比较对象数量化,再求它们的差,根据差的正负判断对象大小。设(A)型钢板和(B)型钢板的面积分别为(x)和(y),根据题意(x > y),两种方案用料面积分别为(4x + 8y)和(3x + 9y)。对两个用料面积求差,((4x + 8y) - (3x + 9y))得什么?
生:(x - y)。
师:因为(x > y),所以(x - y)的正负性是?
生:(x - y > 0)。
师:所以应选择哪种方案更省料?
生:方案二。
师:今天我们通过数值探究、类比方程的性质,学习了解了不等式的性质。一起回顾一下本节课内容。
不等式的性质一共有三条。不等式的性质一:在不等式两边加或减同一个数,不等号方向不变;不等式的性质二:在不等式两边同乘以或除以正数时,不等号方向不变;当所乘或除的数变为负数时,不等号方向要发生改变,这就是不等式的性质三。再次提醒大家,如果(a > b)且(c < 0),那么(ac < bc);如果所除的数为负数,那么(\frac{a}{c} < \frac{b}{c})。
相信通过今天的学习,大家对不等式的性质已经有了相当的了解。今天的作业……好了,今天的课就到这里,同学们,再见。
