“甲從一個(gè)魚攤上買了3條魚,平均每條a元,又從另一魚攤上買了2條魚,平均每條b元,后來他又以每條元的價(jià)格把魚全部賣給了乙.如果a<b,試問甲是賠了,賺了,還是不賠不賺?”Z老師以設(shè)問開始了今天的講座.
S同學(xué)說:雖然a<b,但由于a、b的不確定性,估計(jì)都有可能.
W同學(xué)說:甲買魚共花去3a+2b元,賣魚得元.問題的實(shí)質(zhì)是比較3a+2b與的大小.比較大小最常用的方法是考慮它們的差.(3a+2b)
-=(a-b),由于a<b,所以(3a+2b)-<0,即3a+2b<.這說明賣魚得到的錢比買魚花去的錢多,應(yīng)該是賺了.
Z老師說:兩個(gè)實(shí)數(shù)x與y,若x-y>0,則x>y;若x-y<0,則x<y;若x-y=0,則x=y.因此比較大小的關(guān)鍵就是如何確定兩數(shù)的差的正、負(fù).
例1已知A=a+2,B=a2-a+5,C=a2+5a-19.其中a>2.(1)求證:B-A>0,并指出A與B的大小關(guān)系;(2)指出A與C哪個(gè)大并說明理由.(2006年南通中考試題)
K同學(xué)說:第(1)題實(shí)際上就是啟示我們考慮用B與A的差來比較大小.由于B-A=(a2-a+5)-(a+2)=a2-2a+3=a2-2a+1+2=(a-1)2+2.而(a-1)2≥0,有(a-1)2
+2>0,得B-A>0.所以A<B.
Z老師說:第(2)題先放一下,請(qǐng)看例2若M=10a2+b2-7a+8,N=a2+b2+5a-1,試比較M、N的大小.
H同學(xué)說:M-N=10a2+b2-7a+8-(a2+b2+5a-1)=9a2-12a+9.對(duì)二次三項(xiàng)式9a2
-12a+9進(jìn)行配方,得9a2-12a+9=9a2-12a+4+5=(3a-2)2+5,由于(3a-2)2≥0,有(3a
-2)2+5>0,所以M>N.
Z老師說:利用非負(fù)數(shù)或非負(fù)數(shù)的和來確定差值的正負(fù),這是一種常用的方法.
例3a、b、c為實(shí)數(shù),試比較a2+b2+c2與ab+ac+bc的大小.
L同學(xué)說:受前面的啟發(fā),考慮a2+b2+c2-(ab+ac+bc)=a2+b2+c2-ab-ac-bc
=×2(a2+b2+c2-ab-ac-bc)=(2a2+2b2+2c2-2ab-2ac-2bc)=[(a-b)2+(b-c)2
+(c-a)2].當(dāng)a=b=c時(shí),差為0,所以a2+b2+c2=ab+ac+bc;當(dāng)a、b、c不全相等時(shí),差大于0,所以a2+b2+c2>ab+ac+bc.
W同學(xué)說:對(duì)于例1的第(2)題,C-A=a2+5a-19-(a+2)=a2+4a-21=a2+4a+4
-25=(a+2)2-25.此時(shí)是兩數(shù)相減,不能斷定差的正、負(fù),怎么辦呢?
S同學(xué)說:對(duì)于二次三項(xiàng)式a2+4a-21,易由因式分解得a2+4a-21=(a+7)(a
-3).顯見,由a>2,得a+7>a>0.而對(duì)于a-3來講,當(dāng)a>3時(shí),a-3>0;當(dāng)a=3時(shí),a-3
=0;當(dāng)a<3時(shí),a-3<0,注意到本題中a>2,故當(dāng)2<a<3時(shí),a-3<0.綜合對(duì)a取值范圍的討論,有①當(dāng)a>3時(shí),(a+7)(a-3)>0,有C>A;②當(dāng)a=3時(shí),(a+7)(a-3)=0,有C=A;③當(dāng)2<a<3時(shí),(a+7)(a-3)<0,有C<A.
Z老師說:通常我們將這一過程稱為“作差化積”,由各個(gè)因式的正負(fù),來確定差的正、負(fù),達(dá)到比較大小的目的.如果本題中條件a>2取消,結(jié)果會(huì)有什么改變?
小清說:對(duì)第(1)題沒有影響,在解題過程中并沒有用到條件a>2.對(duì)第(2)題,由于a>2取消,不能保證a+7>0.對(duì)于因式a+7來講,當(dāng)a>-7時(shí),a+7>0;當(dāng)a=-7時(shí),a+7=0;當(dāng)a<-7時(shí),a+7<0.但如何將這兩個(gè)因式的正負(fù)討論綜合起來呢?我找到了一個(gè)辦法,借助數(shù)軸,圖中實(shí)線表示x-3為正,虛線表示x-3為負(fù),“0”表示x-3=0.再畫出因式x+7的正負(fù)情況:可知當(dāng)x>3時(shí),(x-3)(x+7)>0;當(dāng)
-7<x<3時(shí),(x-3)(x+7)<0;當(dāng)x<-7時(shí),(x-3)·(x+7)>0;當(dāng)x=3或x=-7時(shí),(x-3)(x+7)=0. A、C的大小就清楚了.
Z老師說:小清分析得很準(zhǔn)確.借助數(shù)軸數(shù)形結(jié)合,簡(jiǎn)化了解題過程,有創(chuàng)造性.它得益于利用數(shù)軸解一元一次不等式組,你理解了嗎?如果你懂了,請(qǐng)你課后去想一想這道題:解方程3x+2+2x-1=4,怎樣解?
Z老師最后總結(jié)說:透過對(duì)實(shí)數(shù)大小比較的研究,你是否意識(shí)到要重視題型的研究,去探索解題的規(guī)律?在一般規(guī)律的指導(dǎo)下,再結(jié)合具體問題的實(shí)際,靈活運(yùn)用解題方法,就能不斷提高解題能力,提高自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力.