师:同学们好,今天我们继续学习人民教育出版社必修五第三章第三节“二元一次不等式组与平面区域”的第二课时。首先,我们来复习回顾上节课的内容。二元一次不等式有哪两个基本特征?其一般形式是怎样的?

  生:二元表示含有两个未知数,一次指的是未知数的最高次数是一。它的一般形式为 (ax + by + c \leq 0) 或 (ax + by + c \lt 0),以及 (ax + by + c \geq 0) 或 (ax + by + c \gt 0)。

  师:很好。那怎样画出二元一次不等式所表示的平面区域呢?

  生:首先用直线定界,边界线可能为虚,也可能为实,这取决于二元一次不等式是小于、小于等于,还是大于、大于等于号。小于号和大于号的边界线画为虚线,小于等于号与大于等于号的边界线画为实线。然后用特殊点定域,如果直线不经过原点 ((0,0)),通常用原点来定域;如果经过原点,可以换用其他点,比如 ((0,1))、((0, -1))、((1,0))、(( -1,0)) 等来定域。

  师:非常正确。我们还要回忆一下怎样画一元一次不等式所表示的图形。比如 (x - 4 \gt 0),(x - 6 \leq 0),初中时我们是在数轴上表达它们的。(x - 4 \gt 0) 指的是数轴上 (4) 右侧的所有点,(x - 6 \leq 0) 指的是 (x = 6) 以及它左边的所有点。那么一元一次不等式组表示的图形是什么呢?

  生:是这两个一元一次不等式所表示部分的公共部分。

  师:没错。那二元一次不等式组所表示的平面区域是什么呢?先看这个不等式 (y \lt -3x + 12),它表示的平面区域是哪个半平面呢?

  生:第一步,画出直线 (y = -3x + 12),它与 (x) 轴的交点为 ((4,0)),与 (y) 轴的交点为 ((0,12)),通过这两点确定直线 (y = -3x + 12),这里要画成虚线。用原点 ((0,0)) 作为测试点,将原点代入不等式,(0 \lt 0 + 12),不等式成立,所以原点同侧的点对应的就是 (y \lt -3x + 12) 的区域。

  师:很好。再看第二个问题,不等式 (x \leq 2y) 表示的平面区域是哪个半平面呢?

  生:先画出直线 (x = 2y),要化成实线,因为原点 ((0,0)) 在直线 (x = 2y) 上,所以换一个点作为测试点,比如 ((0,1))。当 (x = 0),(y = 1) 时,不等式成立,所以与点 ((0,1)) 同侧的这块区域就是 (x \leq 2y) 表示的平面区域。

  师:现在将这两个不等式构成不等式组,这个不等式组所表示的平面区域与上述两个平面区域有什么关系呢?

  生:和一元一次不等式组类似,是两个二元一次不等式所表示平面区域的交集部分,也就是各个不等式表示的平面区域的公共部分。

  师:对。大家看,这里有一块绿色的阴影部分,就是刚才两块平面区域的公共部分。这里有个细节,两条直线的交点为 (P) 点,那么 (P) 点是否在公共区域内呢?

  生:因为 (y = -3x + 12) 整条直线都是虚线,说明这整条直线都不在公共区域内,(P) 点是虚线上的一点,所以 (P) 点不在公共区域内。

  师:非常好。接下来我们看课本第 86 页的练习三,不等式组 (\begin{cases}x - 3y + 6 \geq 0 \ x - y + 2 \lt 0 \end{cases}) 表示的平面区域是哪个呢?

  生:先看第一条直线 (x - 3y + 6 = 0),它与 (x) 轴的交点为 (( -6,0)),与 (y) 轴的交点为 ((0,2)),画出这条实线。把原点 ((0,0)) 代入检验,(0 - 0 + 6 \gt 0),不等式成立,所以 (x - 3y + 6 \geq 0) 所对应的平面区域是这条实线右下方。

  师:那第二条直线呢?

  生:第二条直线 (x - y + 2 = 0),与 (x) 轴的交点为 (( -2,0)),与 (y) 轴的交点为 ((0,2))。把原点 ((0,0)) 代入,(0 - 0 + 2 \gt 0),不等式不成立,所以它是与原点相反的内测区域,也就是虚线的左上方。实线右下方与虚线左上方的共同区域,(B) 选项是正确的。

  师:接下来请同学们自己动笔画出不等式组 (\begin{cases}x - y + 5 \geq 0 \ x + y \geq 0 \end{cases}) 表示的平面区域。

  生:首先画出平面直角坐标系,先画出 (x - y + 5 = 0) 这条直线,用原点 ((0,0)) 代入检验,发现原点同侧的区域表示的是 (x - y + 5 \geq 0) 的部分。再画出 (x + y = 0) 这条直线,用点 ((0,1)) 代入检验,得到这条直线的右上方区域是 (x + y \geq 0) 这个不等式所对应的区域。两块区域的公共部分是一个开放性区域。

  师:这里也有个细节问题,两条直线的交点为 (P) 点,这个 (P) 点是否在公共区域内呢?

  生:这两条直线均为实线,所以这两条直线都在公共区域内,那么它们的交点 (P) 也在公共区域内。

  师:我们将刚才的练习做个变式,在上题中再加上一个条件 (x \leq 3),这时平面区域会是什么图形呢?

  生:在刚才做好的平面区域内,画出 (x = 3) 这条直线,(x \leq 3) 是这条直线左侧的部分。与刚才找好的区域再次求交集,得到一个三角形区域,所以平面区域是一个封闭图形。

  师:如果让你求围成的三角形的面积,你会求吗?

  生:为了求三角形的面积,需要找到三角形的三个顶点坐标。第一个顶点坐标是 (x = 3) 与 (x - y + 5 = 0) 的交点,横坐标是 (3),代入 (x - y + 5 = 0),可得纵坐标为 (8)。第二个顶点横坐标是 (3),在 (x + y = 0) 这条直线上,所以纵坐标为 (-3)。第三个顶点是 (x - y + 5 = 0) 与 (x + y = 0) 的交点,联立方程组 (\begin{cases}x + y = 0 \ x - y + 5 = 0 \end{cases}),解得坐标为 (( -2.5,2.5))。

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《高1下册人教版数学 3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域(第2课时) 逐字稿-5,060字 第3版》.docx
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