◎陳 俊
第11章 一元一次不等式
領 銜 人:丁建生
組稿團隊:南京師范大學第二附屬初級中學
類比,是一種重要的思想方法,在初中數學學習中具有重要的作用。
如:我們在學習“一元一次不等式”時,就可以類比“一元一次方程”來學習。它們之間有區別,更有許多相似之處,有著緊密的聯系。下面,就“一元一次不等式”和“一元一次方程”從不同的角度作一些辨析,以幫助同學們更好地掌握“一元一次不等式”。
二者化簡后,都只含有一個未知數,且含未知數的式子都是整式,未知數的次數都為1,未知數的系數都不為零,這是它們的相同之處。不同之處在于,一元一次方程表示的是一種相等關系,一元一次不等式則表示的是一種不等關系。如:2x+3=5是一元一次方程,2x+3>5則是一元一次不等式。
解一元一次不等式與解一元一次方程步驟完全相同,一般分為五個步驟:(1)去分母;(2)去括號;(3)移項;(4)合并同類項;(5)化系數為1。我們要特別注意步驟(1)和(5),解方程時,依據的是:等式的兩邊同時乘(或除以)同一個不為零的數,所得的結果仍是等式。解不等式時,則依據:不等式的兩邊都乘(或除以)同一個正數,不等號的方向不變;兩邊都乘(或除以)同一個負數,不等號的方向改變。如:
解:去分母,得-3x+1=-2,
移項,得-3x=-2-1,
合并同類項,得-3x=-3,
化系數為1,得x=1。
解:去分母,得-3x+1≥-2,
移項,得-3x≥-2-1,
合并同類項,得-3x≥-3,
化系數為1,得x≤1。
一元一次不等式和一元一次方程的解(集)的共同點是:把未知數的值代入不等式或方程后,都能使不等式或方程成立;區別是:解的個數不同,一元一次方程的解一般是唯一的,對應的是數軸上的一個點,而一元一次不等式一般有無數多個解,對應的是數軸上的一條射線。如:x=1對應的是一個點,而x≤1對應的是一條射線。
解方程3x+4=2x-2時,易知x=-6;解不等式3x+4>2x-2時,解集為x>-6。顯而易見,將方程改為“相應”的不等式時,不等式的解集和方程的解中,都有相同的數字-6,因此,只要將“=”改為不等式的符號“>”即可。但有時要考慮到符號問題,如:方程3x+4=4x-2的解為x=6,而不等式3x+4>4x-2的解集為x<6。雖然不等式中出現的是“>”,但是解集中出現的是“<”。因此,我們要關注右邊的一次項移到左邊時,和左邊的一次項合并以后的符號,若合并后為“+”,則不等號不變;若合并后為“-”,則不等號改變方向。
在用一元一次方程和用一元一次不等式解決實際問題時,思路也是如出一轍。用一元一次方程解決問題時,主要有如下步驟:(1)審:分析已知、未知量,找出等量關系;(2)設:設適當的未知數;(3)列:列方程;(4)解:解方程;(5)驗:驗算解是否正確以及是否滿足實際意義;(6)答:規范作答,寫出正確答案。而用一元一次不等式解決實際問題時的思路,只需將上述步驟(1)中的“找出等量關系”改為“找出不等關系”,其余都一樣。
例質量為45g的某種三色冰激凌中,咖啡色、紅色和白色配料的質量比為1∶2∶6,這種三色冰激凌中咖啡色、紅色和白色配料分別是多少?
【解析】本題等量關系為:咖啡色配料質量+紅色配料質量+白色配料質量=45g。若設咖啡色配料質量為xg,則紅色和白色配料分別為2xg和6xg。
由題意,得x+2x+6x=45。
解之,得x=5。
∴2x=10,6x=30。
答:這種三色冰激凌中咖啡色、紅色、白色配料的質量分別是5g、10g和30g。
【變式】某種三色冰激凌中,咖啡色、紅色和白色配料的質量比為1∶2∶6,現廠家規定這種三色冰激凌質量不得超過45g,則這種冰激凌中咖啡色配料的質量至多為多少?
【解析】本題不等關系為:咖啡色配料質量+紅色配料質量+白色配料質量≤45g。若設咖啡色配料質量為xg,則紅色和白色配料分別為2xg和6xg。
由題意,得x+2x+6x≤45。
解之,得x≤5。
答:這種三色冰激凌中咖啡色配料的質量至多為5g。
一元一次方程和一元一次不等式在應用上,往往是相輔相成、密不可分的。
例抗洪搶險,某車隊向遇險段運送物資,必須在1小時內趕完120千米的路程。前半小時走了50千米,后半小時速度至少多少才能保證及時送到?
【解析】(1)對于這個問題,大部分同學理解為“前半段路程+后半段路程≥120千米”才能保證及時送到,故可設后半小時的速度為x千米/小時,則得50+x≥120。
解之,得x≥140。
答:后半小時速度至少為140千米/小時才能保證及時送到。
(2)同時,我們也可以理解為當“前半段路程+后半段路程=120千米”時,算出的后半段的速度即為最小值。所以,我們也可列方程:50+x=120。
解之,得x=140。
答:后半小時速度至少為140千米/小時才能保證及時送到。
總之,學習一元一次不等式要類比一元一次方程來學,要注意它們內在的聯系,同時也要注意兩者的區別。