РЎ. Р›РµРіРѕС€РёРЅР°,
физико-математический лицей №2,
Рі. Р‘угульма

Решение неравенств первой и второй степени

с параметрами

Школьная программа не предусматривает выработки прочных навыков решения задач, содержащих параметры, всеми учащимися, и более глубокое изучение возможно только на внеклассных занятиях. Нельзя дать универсальных указаний по решению задач с параметрами. Но для неравенств первой и второй степени с параметрами при заданном условии можно рекомендовать использовать графический метод решения, как более наглядный. При этом учитель может рассмотреть задачи, включающие несколько возможных случаев.

Активному и сознательному усвоению учащимися методов решения неравенств первой и второй степени с параметрами способствует актуализация знаний о свойствах линейной и квадратичной функций и их графиках.

Линейные неравенства

Определение. Функция вида y = kx + b, где k и b – произвольные числа, называется линейной функцией.

Графиком линейной функции является прямая СЃ углом наклона Рє РѕСЃРё абсцисс равным j, РіРґРµ tg j = k. Если k > 0, то СѓРіРѕР» j острый; если k < 0, то СѓРіРѕР» j тупой; если k = 0, то график либо совпадает СЃ РѕСЃСЊСЋ абсцисс, либо параллелен ей.

Задача 1. РџСЂРё каких значениях k неравенство (k – 4)x + k – 5 < 0 справедливо для всех x, удовлетворяющих условию | x | Р€ 3?

Решение. Пусть f(x) = (k – 4)x + k – 5. f(x) < 0; k – ?

Задача 2. Найти РІСЃРµ значения a, РїСЂРё которых для всех x, удовлетворяющих условию | x | Р€ 1, справедливо неравенство .

Решение.

Задача 3. РџСЂРё каких значениях a неравенство 2x – a2 + 5 < 0 верно РїСЂРё всех значениях x, удовлетворяющих условию | x | < 2?

Ответ: a < – 3; a > 3.

Задача 4. РџСЂРё каких значениях m неравенство (m – 2)x + 2m – 16 < 0 верно РїСЂРё всех значениях x, удовлетворяющих условию | x | С– 5?

Ответ: m = 2.

Задача 5. РџСЂРё каких значениях b неравенство верно РїСЂРё всех x, удовлетворяющих условию | x | Р€ 2?

Ответ: b < – 11, b > 1.

Неравенства второй степени

Определение. Функция, задаваемая формулой ax2 + bx + c, где a № 0, называется квадратичной функцией.

График квадратичной функции имеет РІРёРґ, изображенный РЅР° СЂРёСЃ. 6, Рё называется параболой. Точка графика СЃ абсциссой   называется вершиной параболы, ордината этой точки равна

При a > 0 «ветви» параболы направлены вверх, а при a < 0 – вниз. Каждый из этих двух случаев разбивается на три подслучая в зависимости от числа корней уравнения.

При D = b2 – 4ac > 0 уравнение ax2 + bx + c = 0 имеет два действительных корня

РџСЂРё D = 0 уравнение имеет РѕРґРёРЅ корень  , задаваемый Рё РІ том числе формулой (1).

При D < 0 уравнение не имеет действительных корней.

Рассмотрим расположение графика РїРѕ отношению Рє РѕСЃРё абсцисс РІРѕ всех шести случаях (СЂРёСЃ. 7).

Задача 1. РџСЂРё каких значениях m неравенство mx2 – 2(m + 3)x + m < 0 верно РїСЂРё всех x, удовлетворяющих условию – 2 Р€ x Р€ 1?

Решение. Пусть f(x) = mx2 – 2(m + 3)x + m. Тогда

Задача 2. РџСЂРё каких a неравенство ax2 + 2(3 – 2a)x – 24 > 0 верно РїСЂРё всех x, удовлетворяющих условию | x | < 5?

Ответ: Ж.

Задача 3. Найдите РІСЃРµ значения a, РїСЂРё которых для всех x, удовлетворяющих условию | x | Р€ 3, справедливо неравенство

ax2 – 2x – a(a2 + 2) > 0.

Ответ: a < – 3.

Задача 4. РџСЂРё каких значениях a неравенство ax2 – x – a(a2 + 1) > 0 верно РїСЂРё всех x, удовлетворяющих условию | x | < 2?

Ответ: a < – 2.

Задача 5. РџСЂРё каких значениях a функция f(x) = – x3 + 4x2 – ax – 8 возрастает РЅР° (1; 2)?

Решение. Напишем производную от f(x) и воспользуемся критерием возрастания:

f  '(x) = – 3x2 + 8x – a > 0, С‚. Рµ. 3x2 – 8x + a < 0.

Пусть j(x) = 3x2 – 8x + a. Тогда имеем

Задача 6. Найдите все значения a, при которых функция возрастает для всех x О R.

Ответ: a Рћ (– Тђ; – 3) И (1; + Тђ).

Решение задач с параметрами в школьной практике (неравенства – один из видов таких задач) позволяет проверить:

– знание основных разделов школьной математики;
– уровень математического и логического мышления;
– первоначальные навыки исследовательской деятельности;
– перспективы возможности успешного овладения курсом математики вуза.

TopList