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1、不等式的應(yīng)用(1)——方程根的討論教案 教學(xué)目標(biāo) 1.能應(yīng)用不等式的有關(guān)知識,對一元二次方程的實根分布進行討論. 2.借助二次函數(shù)的圖象進行實根分布的討論,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思想. 3.能將實根分布等價轉(zhuǎn)化為不等式(組)的求解問題,體現(xiàn)等價轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想. 教學(xué)重點與難點 重點:借助二次函數(shù)的圖象將一元二次方程實根分布的條件等價轉(zhuǎn)化為由方程或不等式組成的條件組. 難點:尋求實根分布條件的等價轉(zhuǎn)化. 教學(xué)過程設(shè)計 (一)引入新課 師:前階段我們研究了不等式的性質(zhì),不等式的解法以及不等式的證明.現(xiàn)在我們一起研究不等式在方程根的討論問題上的應(yīng)用. (板書:
2、不等式的應(yīng)用——方程根的討論) 師:請同學(xué)們思考此題的解法. (出示小黑板或投影幻燈片) 練習(xí):實數(shù)m取何值時,方程 x2+2mx+2m2-3=0① 有:(1)兩個正根?(2)一個正根,一個負根? (教師巡視后,發(fā)現(xiàn)學(xué)生中的不同解法,肯定正確方法,糾正偏差) 生乙:(1)由一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系可知:方程(1)有兩個正根的充要條件是: 師:本題有多種不同的解法:生甲應(yīng)用求根公式;生乙應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系(韋達定理).不難看出,方程的實根分布問題的討論可以等價轉(zhuǎn)化為解不等式(組),但是不等式(組)是否與原命題等價是解題正確與
3、否的關(guān)鍵. 師:由于一元二次方程,一元二次不等式與二次函數(shù)三者有著密切的聯(lián)系,是否可以考慮應(yīng)用二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)? (二)討論 生:一元二次方程的實根是相應(yīng)的二次函數(shù)的圖象與x軸的交點的橫坐標(biāo),討論一元二次方程實根的分布問題可轉(zhuǎn)化為討論二次函數(shù)的圖象與x軸的交點的位置問題. 師:不妨設(shè)y=f(x)=x2+2mx+2m2-3,這是二次函數(shù),其圖象是開口向上的拋物線(如圖5-6),若方程①有兩個正根,即拋物線y=f(x)與x軸正半軸有兩個交點,或與x軸正半軸相切,其充要條件是什么? 生:首先判別式Δ≥0,這樣可以保證拋物線與x軸有兩個交點,或與
4、x軸相切. 師:滿足Δ≥0的條件,如圖5-7拋物線與x軸的兩個交點,一個在x軸正半軸上,而另一個在x軸負軸上.可這兩個交點應(yīng)都在x軸正半軸上. 生:圖5-6與圖5-7比較發(fā)現(xiàn),拋物線與y軸的交點應(yīng)在正半軸上,即在y軸上的截距大于0. 師:如何計算拋物線在y軸上的截距? 生:拋物線在y軸上的截距為f(0),因此f(0)>0. 師:比較圖5-6與圖5-8,尋找其差別之處,還應(yīng)添加什么條件? 生:兩圖象的主要不同之處在于對稱軸的位置不同,圖5-6所示拋物線的對稱軸在y軸右側(cè),而圖5-8所示拋物線的對稱軸在y軸左側(cè),因此在條件中應(yīng)添加對稱軸x=-m>0的條
5、件. 師:這樣我們就得到了拋物線y=f(x)=x2+2mx+2m2-3 與x軸正半軸有兩個交點,或與x軸正半軸相切,即方程x2+2mx+2m2-3-0,有兩個正根的充要條件是: 師:若方程①有一個正根,一個負根,拋物線與x軸的交點位置又如何?其所對等價條件應(yīng)考慮幾方面? 生:若方程①有一個正根,一個負根,拋物線y=f(x)與x軸有兩個交點,分別位于原點的兩側(cè).如圖5-9首先應(yīng)考慮判別式Δ>0,還需考慮拋物線在y軸上的截距小于0,即f(0)<0. 師:當(dāng)f(0)<0時,請同學(xué)們試一試拋物線y=f(x)與x軸是否一定有兩個交點?并且這兩個交點是否一定位于原點
6、的兩側(cè)? (要教給學(xué)生思考問題的方法,即原命題與其逆否命題是等價命題.因此,只須考慮拋物線y=f(x)與x軸沒有兩個交點(包括無交點和一個交點的兩種情況)時,f(0)≥0是否成立;這兩個交點位于原點的同側(cè)或有一點在原點上,f(0)≥0是否成立.這樣,學(xué)生就可以通過作圖,直觀得出結(jié)論,既省去了繁瑣的證明過程,又培養(yǎng)了數(shù)形結(jié)合的思想,可謂一舉兩得.學(xué)生不難得出以下5種圖形,(如圖5-10~5-14),從而得出肯定的結(jié)論) (板書)師:因此,拋物線y=f(x)=x2+2mx+2m2-3.與x軸有兩個交點,且分別位于原點兩側(cè),即方程x2+2mx+2m2-3=0,有一個正根,一
7、個負根的充要條件 師(小結(jié)):關(guān)于一元二次方程的實根分布問題通常有三種不同的處理方法:(1)應(yīng)用求根公式法;(2)應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系(韋達定理);(3)應(yīng)用二次函數(shù)的圖象與性質(zhì). (三)鞏固 (板書)例1m取何實數(shù)值時,關(guān)于x的方程x2+(m-2)x+5-m=0 的兩個實根都大于2? (在學(xué)生充分思考的前提下,發(fā)現(xiàn)錯誤,在及時分析、糾正錯誤的同時,使學(xué)生分析解決問題的能力得以提高) 師:同學(xué)中有這樣一種作法: 解:設(shè)方程的兩根為x1,x2. 比較此答案與應(yīng)用二次函數(shù)圖象所得答案-5<m≤-4不符,究