用數形結合的方法,解決不等式的問題

2022-05-09 14:15:04 字數 857 閱讀 5026

一. 解含參不等式

在解決含有引數的不等式時,由於涉及到引數,往往需要討論,導致演算過程繁瑣冗長。如果題設與幾何圖形有聯絡,那麼利用數形結合的方法,問題將會簡練地得到解決。

例1. 已知,解關於x的不等式。

解:如圖1所示,在同一座標系中,作和的圖象。

圖1解和交點的座標,即在時,由,得。由圖1知,當時,曲線的上方。

所以原不等式的解集為:

例2. 已知,解關於x的不等式。

解:如圖2所示,在同一座標系中,作曲線及直線:。聯立和,解得。

圖2由圖2知,曲線c在直線上方部分的點的橫座標範圍,即為原不等式的解集:。

二. 確定引數的範圍

在確定不等式引數的範圍時,幾何圖形更能使問題直觀而易於理解。

例3. 求實數a的範圍,使當時,不等式恆成立。

解:原不等式變形得:

令如圖3所示,在同一座標系中作出曲線c:和直線。

由於直線恆經過定點,由圖3可知,要使在時恆成立,直線應在原點下方,即斜率a應該大於。

所以a的取值範圍是。

圖3例4. 已知關於x的不等式的解集為,求實數a、b的值。

解:將原不等式同解變形為

如圖4所示,在同一座標系中作出曲線和直線。

圖4根據題意,求出直線和曲線c的交點,將座標代入的方程得:

解之得:

三. 證明不等式

把要證明的不等式賦予一定的幾何意義,將使複雜的證明問題獲得明快解決。

例5. 已知:。求證:。

分析:表示原點到點的距離,利用這種幾何意義,問題就變得很簡單了。

證明:如圖5所示,設,則

(1)當時,在△aob中由得

(2)當時,由

得綜合(1)、(2)得圖5

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