◎劉玉兵
同學們在上學期已學過數(shù)軸,都知道利用數(shù)軸可以直觀地表示數(shù),可以幫助我們理解絕對值與相反數(shù)的含義,也可以比較數(shù)的大小等。那么在解一元一次不等式組的時候,數(shù)軸有什么作用呢?它能把數(shù)與形結(jié)合在一起,將抽象轉(zhuǎn)化為直觀,快速且準確地找出解集,特別是在解一些含有字母參數(shù)的不等式組的有關問題時,優(yōu)越性更大。
例1蘇科版《數(shù)學》七年級下冊第135頁例1:
解:在數(shù)軸上表示不等式x≤-1和x<2的解集(如圖1):
圖1
由圖1可知,不等式組的解集是x≤-1。
【點評】解一元一次不等式組分三步:求解、畫圖、定解集。第一步,分別求出不等式組中每個不等式的解集,即求解;第二步,畫數(shù)軸,分別表示出每一個不等式的解集,即畫圖;最后在數(shù)軸上找出各個不等式解集的公共部分,即定解集。書中第136頁例2、例3也是如此。
例2 解不等式組
【分析】如果一個不等式組含有兩個以上的不等式,我們同樣可以先求出各個不等式的解集,并利用數(shù)軸確定各個解集的公共部分。若有公共部分,則此公共部分即為不等式組的解集;若無公共部分,則不等式組無解。
解:解不等式①,得x>-2,
解不等式②,得x<4,
解不等式③,得x>6。
在數(shù)軸上把各個不等式的解集表示出來(如圖2)。
圖2
所以這個不等式組無解。
【點評】在數(shù)軸上畫出各個不等式的解集,同學們就非常容易觀察出這三個解集沒有公共部分,從而確定這個不等式組無解。
例3(2017·宿遷)已知4<m<5,則關于x的不等式組的整數(shù)解共有( )個。
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】本題表示出兩個不等式的解集不難,難在題中的m不是一個準確的值而是一個范圍,但是我們?nèi)绻跀?shù)軸上表示出它們的解集之后,就會很容易發(fā)現(xiàn)此不等式組的整數(shù)解的個數(shù)。
解:解不等式①,得x<m,
解不等式②,得x>2。
∵4<m<5,
在數(shù)軸上把各個不等式的解集表示出來(如圖3)。
圖3
∴原不等式組可取的整數(shù)解為3、4兩個。故選B。
例4蘇科版《數(shù)學》七年級下冊第141頁第14題:
(1)如果這個不等式組無解,求a的取值范圍;
(2)如果這個不等式組有解,求a的取值范圍。
【分析】結(jié)合數(shù)軸,若不等式組無解,說明屬于x<a與x>1的解集沒有公共部分,那表示a的點應在1的左邊和1這一點,因此a的取值范圍為a≤1;若不等式組有解,則與(1)的情形相反,a應取除a≤1以外的數(shù),即a>1。這兩問在解題過程中需要注意字母的取值范圍是否包括端點。
解:把x>1的解集在數(shù)軸上表示(如圖4)。
圖4
(1)若不等式組無解,則a≤1;
(2)若不等式組有解,則a>1。
例5(2018·泰安)不等式組有3個整數(shù)解,則a的取值范圍是( )。
A.-6≤a<-5 B.-6<a≤-5
C.-6<a<-5 D.-6≤a≤-5
解:由x<-1,
解得:x>4,
由4(x-1)≤2(x-a),
解得:x≤2-a,
故不等式組的解為:4<x≤2-a,
由原不等式組有3個整數(shù)解,故這3個整數(shù)解只能是5、6、7。
由數(shù)軸可確定2-a的范圍(如圖5)。
圖5
解得:7≤2-a<8,
進而解得:-6<a≤-5。
故選:B。
【點評】本題的難點之一是不等式組中有字母參數(shù),但這不難解決;難點之二是把2-a看成一個整體,然后根據(jù)原不等式組解的情況在數(shù)軸上確定2-a的范圍,首先應在7與8之間,其次判斷是否包括端點7和8,這時數(shù)軸的優(yōu)勢就不言而喻了。
以上五例由淺入深、由易到難,我們發(fā)現(xiàn)數(shù)軸在解一元一次不等式組中的作用既簡捷直觀又快速準確。希望同學們抓住這把“金鑰匙”,在數(shù)學學習中注意數(shù)形結(jié)合思想的運用,更好地享受數(shù)學帶給大家的快樂。