含参一元一次不等式(组)问题求解策略

2022-04-29 00:44徐树光
中学数学·初中版 2022年11期
关键词:结构特点一题多解

徐树光

摘要:含参数的不等式问题是中考的考点之一,在每年各省市中考题中多有涉及.解决这类问题要熟练掌握一般不等式(组)的解法,逆用不等式(组)的解集,或分类讨论确定,或借助数轴确定,或借助补集思想,或端点验证来确定参数的取值范围.

关键词:运算素养;结构特点;一题多解

1 引言

若一个不等式中除了含有未知数以外,还含有其他字母,则称这个不等式为含参数的不等式.一般解题策略是先把不等式化为一边是未知数,另一边是数字或含参数的表达式,再根据题目的其他条件对表达式的正负情况讨论解答.下面以2020年中考题为例探求含参一元一次不等式(组)问题的求解策略[1].

2 直接使用口诀

由两个一元一次不等式构成的不等式组,共有四种情况.已知a<b,其不等式组的解集如下:

x<a,

x<b的解集是x<a,即“小小取小”;

x>a,

x>b的解集是x>b,即“大大取大”;

x>a,

x<b的解集是a<x<b,即“大小小大中间找”;x<a,

x>b的解集是空集,即“大大小小取不了”.

利用这个口诀,有时可以快速解题.

例1(2020年滨州)若关于x的不等式组12x-a>0,

4-2x≥0无解,则a的取值范围是.

解析:由不等式12x-a>0,得x>2a.由不等式4-2x≥0,得x≤2.根据不等式组的解集为空集和口诀“大大小小取不了”,可知2a≥2,解得a≥1.

因此应填:a≥1.

点评:用口诀解“不等式组有解或无解”问题比较方便,但需要注意解集中等号的取舍,这对初学不等式的学生是一个难点.对此类问题还可以作以下变式:

变式1若x≥2a,

x≤2无解,则a的取值范围是.(答案:a>1)

变式2若x≥2a,

x<2无解,则a的取值范围是.(答案:a≥1)

变式3若x>2a,

x<2无解,则a的取值范围是.(答案:a≥1)

变式4若x>2a,

x<2有解,则a的取值范围是.(答案:a<1)

变式5若x≥2a,

x<2有解,则a的取值范围是.(答案:a<1)

变式6若x≥2a,

x≤2有解,则a的取值范围是.(答案:a≤1)

3 分类讨论

由于参数的存在,各不等式解集端点的值大小关系待定,用分类讨论作答,可看出不同情况下的解集,符合题意的范围即为要求的答案.

例2(2020年黑龙江龙东)若关于x的一元一次不等式x-1>0,

2x-a>0的解集是x>1,则a的取值范围是  .

解析:由不等式x-1>0,得x>1.由不等式2x-a>0,得x>a2.令a2=1,则a=2.

当a>2时,原不等式组的解集是x>a2;

当a=2时,原不等式组的解集是x>1;

当a<2时,原不等式组的解集是x>1.

所以a的取值范围是a≤2.

点评:分类讨论将所求问题细化,多次使用口诀解答,找到满足题意的参数的范围;同时,也排除了不合题意的参数范围.

4 数形结合

不等式中的参数问题本质是在运动与变化中寻找满足题意的范围,有时临界点较多,利用数形结合可以使问题直观形象,降低思维难度,尤其对等号的取舍有重要的支撑作用.

例3(2020年天水改编)若关于x的不等式3x+a<2的最大整数解为2,则a的取值范围是.

解析:由原不等式,得x<2-a3.

图1图2图3

如图1,当1<2-a3≤2时,最大整数解为1,不满足题意;

如图2,当2<2-a3≤3时,最大整数解为2,满足题意,此时-7≤a<-4;

如图3,当3<2-a3≤4时,最大整数解为3,不满足题意.

因此,a的取值范围是-7≤a<-4.

点评:数轴是数形结合的有力工具,利用数轴将不等式的解集直观表示出来,可以快速准确地建立含参不等式,对难于抉择的端点也可一目了然.

5 补集思想

当一个问题有多种可能性,或不易直接解答,可从问题的反面分析研究,即利用补集思想解决.

例4(2020年广西百色)若不等式组x-2>1-2x,

x+m≤0有解,则m的取值范围是().

A.m>-1B.m≥-1

C.m≤-1D.m<-1

解析:解不等式组,得x>1,且x≤-m.考虑从反面出发,求原不等式组无解时,a的取值范围.由前面的口诀,知-m≤1,即m≥-1时,原不等式组无解,即不等式有解的范围是m<-1.故选:D.

点评:正难则反是一种重要的思维方式,巧妙运用这个策略,适当转变思路,尝试逆向思维对题目进行分析,能够降低思维难度,减少运算量.

6 端点验证

不等式中有关取值范围的问题,对端点的取舍容易出错,因此对于一些选择题,只需把端点处理好,采取端点验证法,可以减少运算量.

例5(2020年潍坊)若关于x的不等式组3x-5≥1,

2x-a<8有且只有三个整数解,则a的取值范围是().

A.0≤a≤2B.0≤a<2

C.0<a≤2D.0<a<2

解:从选项中发现,解决本题的关键在于0和2是否可取.

由3x-5≥1,得x≥2.

由2x-a<8,得x<8+a2.

当a=0时,不等式组的解集是2≤x<4,有两个整数解,不合题意,所以舍去a=0.排除A,B选项.

当a=2时,不等式组的解集为2≤x<5,有三个整数解,符合题意,所以a=2可取.

因此应选:C.

点评:对于一个数学问题,能直接解答固然很好,而从不同角度思考问题,特别在考试的有限时间内快速得出答案,既可节省时间,又可提高正确率,是非常有益可取的做法.

以上含参不等式的五种求解方法,要因题而异,根据题设灵活选用,尤其是等号的处理,要正确理解.下面让我们运用这几种方法大显身手吧!

(1)(2020年德州)若关于x的不等式组2-x2>2x-43,

-3x>-2x-a的解集是x<2,则a的取值范围是().

A.a≥2B.a<-2C.a>2D.a≤2

解析:解不等式组得x<2且x<a.又解集为x<2,所以a≥2.故选:A.

(2)(2019年丹东)关于x的不等式组2x-4>0,

a-x>-1的解集是2<x<4,则a的值为.

解析:解不等式组,得x>2且x<a+1.又已知其解集为2<x<4,所以a+1=4,则a=3.

(3)(2020年襄阳模考)已知不等式组3x+a<2(x+2),

-13x<53x+2有解,但没有整数解,则a的取值范围是.

解析:解不等式组,得x<4-a且x>-1.则不等式组有解时,满足-1<x<4-a;又因为不等式组没有整数解,所以<4-a≤0,解得4≤a<5.

参考文献:

[1]管成芳,王鹿.巧分类,妙分离——含参的一元二次不等式问题求解策略[J].高中数理化,2019(24):10.

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