二元一次不等式(组)与平面区域
一、教学目标:
1.初步体会从实际情景中抽象出二元一次不等式组的过程。 2.了解二元一次不等式(组)的相关概念,并能画出二元一次不等式(组)表示的平面区域。
3.培养学生观察、分析数学图形的能力,在问题的解决中渗透集合、化归、类比、数形结合的数学思想。 二、教学重点与难点:
1.重点:探究、运用二元一次不等式(组)来表示平面区域。 2.难点:如何确定不等式Ax+By+C>0(或<0)表示直线Ax+By+C=0的哪一侧区域。 三、教学准备:
教具:直尺、多媒体设备。 四、教学过程:
(一)、创设情境 激发兴趣
问题1:我们班计划用少于100元的钱购买单价分别为2元和1元的大、小彩球装点联欢晚会的会场,根据需要,大球数不少于10个,小球数不少于20个,请你给出几种不同的购买方案?
答:大球10个、小球20个;大球20个、小球30个;大球30个、小球30个;大球35个、小球29个等等;
提问:这个问题中存在一些不等关系,我们应该用什么不等式模型来刻画它们呢?
学生列式: 设购买大球x个,小球y个
?2x?y?100?0?+
x?10(x,y∈N) ??y?20?学生通过思考,相继得到许多不同的解:
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?x?10?x?20?x?30?x?35,,,……上述各个解都满足?????y?20?y?30?y?30?y?292x?y?100?0。
提问1:大家认识这个不等式2x+y<100吗?该怎样称呼它?(如学生不知道,可以问学生x-10>0如何称呼?)
我们把含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式称为二元一次不等式。
提问2:我们该怎样称呼 ??2x?y?100
?x-y?8我们把几个二元一次不等式组成的不等式组称为二元一次不等式组。
把x=10,y=20代入代数式2x+y-100,满足2x?y?100?0, x=20,y=30代入代数式2x+y-100满足2x?y?100?0,象这样满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成有序数对(x,y)(举例说明),所有这样的有序数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集,有序实数对可以看作是直角坐标系平面内点的坐标,于是二元一次不等式(组)的解集就可以看成直角坐标系内点构成的集合。 (二)探究二元一次不等式表示的平面区域
思考:我们知道,一元一次不等式的解集可以表示为数轴上的区间,例如,x-10>0的解集为数轴上的一个区间(画图),那么,在直角坐标系内,二元一次不等式的解集表示什么图形呢?
探究:二元一次不等式2x+y<100在平面直角坐标系下表示什么区域?
问题2:集合{(x,y)|2x+y=100}表示什么图形? (表示一条直线) 提问1:怎样画这条直线?
提问2:已知点A(20,60)和直线L:2x+y-100=0,请判断点A和直
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线L的位置关系?
(点A的坐标代入代数式2x+y-100,得2x+y-100=0) 提问3:已知点B(10,20),C(40,50)和直线L:2x+y-100=0,请判断点B、C和直线L的位置关系?(从数形两方面说明) 提问4:直线L上的点被点A分成几类?哪几类?
提问5:平面直角坐标系内的点被直线2x?y?100?0分成几类?哪三类?
【教师演示】几何画板展示:在平面直角坐标系中,所有的点被直线2x+y-100=0分成三类:即在直线2x+y-100=0上;直线左下方的平面区域;直线右上方的平面区域。 活动一:由形到数
问题3:直线2x+y-100=0的左下方的点的坐标(x,y)代入代数式 2x+y-100中,发现什么规律?
【学生尝试】让学生尝试在直线2x+y-100=0的左下方多取若干点,自动计算2x+y-100的值,发现都是小于零。
【教师演示】教师借助几何画板在直线2x+y-100=0的左下方任意取一点A(x,y)的坐标进行跟踪显示,并将点A(x,y)的坐标代入2x+y-100中,由学生计算,观察所得值的符号,并归纳发现在直线2x+y-100=0的左下方的点都满足不等式2x+y-100<0。 (这个发现可以证明,此处省略100字) 活动二:由数到形
问题4:那么满足不等式2x+y-100<0的解(x,y)对应的点在直线2x+y-100=0的同一侧,还是直线的两侧呢?
【学生尝试】设点P(x,y1)是直线l上的点,选取点A(x,y2)使它的坐标满足2x+y<100,填写下表:
横坐标x 点P的纵坐标y1 点A的纵坐标y2
-20 -10 3
0 10 20 30
在坐标系中将满足不等式的解所对应的点A描绘到坐标系中,通过对其位置进行分析,归纳猜想得出相应结论。 大家发现什么规律没?
【学生猜想】以二元一次不等式2x+y-100<0的解为坐标的点都在直线2x+y-100的左下方。
用同样的方法可以知道:以二元一次不等式2x+y-100>0的解为坐标的点都在直线2x+y-100的右上方。
【师生归纳】在平面直角坐标系中,以二元一次不等式2x+y-100<0的解为坐标的点都在直线2x+y-100的左下方,反过来,直线2x+y-100=0的左下方的点的坐标都满足不等式2x+y-100<0。因此,在平面直角坐标系中,不等式2x+y-100<0 表示直线2x+y-100的左下方的平面区域;类似的,不等式2x+y-100>0表示直线2x+y-100=0的右上方的平面区域。我们把直线2x+y-100=0叫做这两个区域的边界。 结论:一般地,在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax?By?C?0表示直线Ax?By?C?0某一侧所有点组成的平面区域。(同侧同号)
(三)应用练习
例1、画出不等式2x+3y-6>0表示的平面区域 设计以下几个问题:
(1)不等式表示的区域是在哪条直线的一侧?如何判断是在直线的左下方?
(2)这条直线是画实线还是虚线?为什么? 变式1:画出不等式2x+3y-6≥0表示的平面区域 (几个提问择机而问)
提问1:直线Ax?By?C?0同一侧所有的点(x,y)代入Ax?By?C所得实数符号如何?
提问2:如何判断Ax?By?C?0表示直线Ax?By?C?0哪一侧平面区域?
引导学生探索分析对于直线Ax?By?C?0同一侧的所有点(x , y) ,把坐标(x , y)代入Ax?By?C,所得到实数的符号都相同,所
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以只需要在直线的某一侧取一个特殊点(x0 , y0),从Ax0?By0?C的正负即可判断不等式Ax?By?C?0表示直线哪一侧的平面区域。(代点法)
概括为:画二元一次不等式表示的平面区域的方法为“直线定界,原点定域”。
提问3: Ax?By?C?0表示的平面区域与Ax?By?C?0表示的平面区域有何不同?如何体现这种区别?
总结:我们把直线画成虚线以表示区域不包含边界直线。画不等式
Ax?By?C?0所表示的平面区域时,此区域包括边界直线,应把边界
直线画成实线。
变式训练2:画出不等式3y?2x表示的平面区域 (引导学生思考取何特殊点?)
提问:画出不等式表示的平面区域的步骤是什么?
概括为:画二元一次不等式表示的平面区域的步骤为“直线定界,特殊点定域”。特别地,当C?0时,常把原点作为特殊点,即“直线定界、原点定域”
变式训练3:画出不等式组??2x?3y?6?0表示的平面区域
?3y?2x归纳:不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,因而是各个不等式所表示的平面区域的公共部分。
练习:画出下列不等式表示的平面区域
(1)x-y+1<0 (2)2x+5y-10≥0 (3)(x+y-1)(x-y+1)<0 例2、画出不等式组表示的平面区域
?2x?y?100?0?x?10 ??y?20?设计以下几个问题:
(1)不等式组表示的平面区域如何确定?(各个不等式表示
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