В данном параграфе рассмотрим простейшую классификацию типов алгебраических неравенств, изучаемых в школьном курсе алгебры и начала анализа, и обобщенные алгоритмы их решения.
К числу изучаемых алгебраических неравенств относят:
Линейные неравенства;
Квадратные неравенства;
Рациональные и дробно-рациональные неравенства;
Иррациональные неравенства;
Показательные и логарифмические, сводящиеся к алгебраическим.
Существует три основных метода решения таких неравенств:
аналитический, алгебраический (метод интервалов) и графический. Итак, перейдем к их изучению вышеперечисленных неравенств:
1) Линейные неравенства вида + > 0 (1) или + < 0, где и
– данные числа, причем ≠ 0, называют неравенством первой степени с
одним неизвестным .
Число называют коэффициентом при неизвестном, а число − свободным членом неравенства [19]. Основной способ их решения заключается в использовании равносильных преобразований, позволяющих перейти при ≠ 0 к элементарным неравенствам вида < (>, ≤, ≥).
Рассмотрим в общем виде решение линейного неравенства (1), используя равносильные преобразования [25]:
Если > 0, то решением неравенства будет промежуток > − .
Если < 0, то решением неравенства будет промежуток неравенствам вида < − .
Если = 0 и < 0, то неравенство имеет бесконечно много решений; если = 0 и ≥ 0, то неравенство не имеет решений.
Неравенства вида + < 0, + ≤ 0 и + ≥ 0 решаются
аналогичным образом [25].
Рассмотрим пример. Решить неравенство 3 − 5 ≥ 7 − 15.
Решение: Данное неравенство решим, посредством равносильных преобразований, используя свойства числовых неравенств. Перенесем член 7 в левую часть неравенства, а −5 перенесем в правую часть с противоположным знаком. Получим: 3 − 7 ≥ −15 + 5, т.е. −4 ≥ −10.
Используя свойства числовых неравенств, разделим обе части неравенства на −4, поменяв при этом знак неравенства. Запишем ≤ 2,5. Для записи решения неравенства можно использовать обозначение промежутка числовой прямой (−∞; 2,5) [15].
Ответ: ≤ 2,5 или (−∞; 2,5).
2) Квадратным неравенством называется неравенство вида:
+ + > 0,
где , , − действительные числа, причем ≠ 0. Вместо знака " > " может быть любой другой знак [8]. Поскольку при решении квадратных неравенств целесообразно пользоваться наглядным изображением, поэтому графический метод во многих учебниках представлен как основной. Таким образом, перейдем к рассмотрению общего алгоритма решения квадратных неравенств, применив данный метод.
Алгоритм решения квадратных неравенств
+ + > 0 (1)
Вначале определим коэффициент, стоящий при , если а > 0 (1) − ветви параболы направлены вверх, при < 0 (2) − ветви параболы
направлены вниз.
Начертим эскиз графика квадратичной функции + + , для этого необходимо вычислить дискриминант квадратного трехчлена, чтобы определить имеет ли парабола с осью абсцисс общие точки.
Если > 0 квадратный трехчлен (1) имеет 2 разных корня, парабола
пересекает ось в двух точках.
вершина параболы находиться на оси .
В случае, когда > 0 и = 0 найдем корни квадратного трехчлена
+ + .
Отметим найденные корни на оси абсцисс.
С помощью полученной геометрической модели определим, на каких промежутках оси ординаты графика положительны/отрицательны
(таблица 1).
Достарыңызбен бөлісу: |