“等”对“不等”的启示
对于解集非空的一元二次不等式的求解,我们常用“两根之间”、“两根之外”这类简缩语来说明其结果,同时也表明了它的解法.这是用“等”来解决“不等”的一个典型例子.从表面上看,“等”和“不等”是对立的,但如果着眼于“等”和“不等”的关系,会发现它们之间相互联系的另一面.设m、n是代数式,我们把等式m=n叫做不等式m<n,m≤n,m>n、m≥n相应的等式.我们把一个不等式与其相应的等式对比进行研究,发现“等”是“不等”的“界点”、是不等的特例,稍微深入一步,可以从“等”的解决来发现“不等”的解决思路、方法与技巧.本文通过几个常见的典型例题揭示“等”对于“不等”在问题解决上的
启示.
1.否定特例,排除错解
解不等式的实践告诉我们,不等式的解区间的端点是它的相应等式(方程)的解或者是它的定义区间的端点(这里我们把+∞、-∞也看作端点).因此我们可以通过端点的验证,否定特例,排除错解,获得解决问题的启示.
例1 满足sin(x-π/4)≥1/2的x的集合是().
a.{x|2kπ+5π/12≤x≤2kπ+13π/12,k∈z}
b.{x|2kπ-π/12≤x≤2kπ+7π/12,k∈z}
c.{x|2kπ+π/6≤x≤2kπ+5π/6,k∈z}
d.{x|2kπ≤x≤2kπ+π/6,k∈z}∪{2kπ+5π/6≤(2k+1)π,k∈z}(1991年三南试题)
分析:当x=-π/12、x=π/6、x=0时,sin(x-π/4)<0,因此排除b、c、d,故选a.
例2 不等式 +|x|/x≥0的解集是().
a.{x|-2≤x≤2}
b.{x|- ≤x<0或0<x≤2}
c.{x|-2≤x<0或0<x≤2}
d.{x|- ≤x<0或0<x≤ }
分析:由x=-2不是原不等式的解排除a、c,由x=2是原不等式的一个解排除d,故选b.
这两道题若按部就班地解来,例1是易错题,例2有一定的运算量.上面的解法省时省力,但似有“投机取巧”之嫌.选择题给出了三误一正的答案,这是问题情景的一部分.而且是重要的一部分.我们利用“等”与“不等”之间的内在联系,把目光投向解区间的端点,化繁为简,体现了具体问题具体解决的朴素思想,这种“投机取巧”正是抓住了问题的特征,体现了数学思维的敏捷性和数学地解决问题的机智.在解不等式的解答题中,我们可以用这种方法来探索结果、验证结果或缩小探索的范围.
例3 解不等式loga(1-1/x)>1.(1996年全国高考试题)
分析:原不等式相应的等式-方程loga(1-1/x)=1的解为x=1/(1-a)(a≠1是隐含条件).原不等式的定义域为(1,+∞)∪(-∞,0).当x→+
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