С целью расширения знаний ученицы провели исследования по теме "Модуль". Чтобы работа оказалась полезной не только для них, было создано учебно-методическое пособие под названием "Модуль и его приложения".
Вложение | Размер |
---|---|
uchebno-metod_posobie_modul.docx | 238.84 КБ |
Екатеринославская муниципальная общеобразовательная
«Средняя общеобразовательная школа №2 с.Екатеринославка».
Методическое пособие
Модуль и его приложения
Выполнили:
Молочева А., ученица 10 класса,
Рыльченко Ю., ученица 10 класса
Руководитель:
Легенчук О.И..
2010 г.
Содержание информационного проекта «Модуль и его приложения» позволит интересующимся изучением математики получить определённый набор теоретических сведений по теме, познакомиться со способами решения некоторых задач, содержащих модули, заняться отработкой способов решения, используя тренировочные упражнения.
Материал проекта выходит за рамки школьной программы общеобразовательной школы и может оказаться полезным всем учащимся, стремящимся совершенствовать свои знания в образовательной области «математика».
Раздел 1.
Теоретический материал.
Модулем числа а называется само это число, если оно неотрицательно, и противоположное ему число, если оно отрицательно.
│а │= .
Например:
| 4 |= 4; | -4 | = -(-4) = 4, так как -4< 0; | 0 | = 0; │π -2 │= π – 2, так как π – 2 > 0.
Геометрически │а │ - расстояние от точки О до точки, изображающей число а;
│а - в│ - расстояние между точками а и в.
13. = │а│.
Пример.
│х │= 5 задаёт пару точек, изображённых на рисунке:
Пример:
Равенство вида │х - 2│= 3 задаёт пару точек, расположенных на расстоянии трёх единичных отрезков от точки 2.
Пример:
Неравенство вида │х - 2│< 3 задаёт на оси точки из промежутка
(-1; 5).
Пример:
Неравенство вида │х - 2│> 3 задаёт на оси точки из промежутков
(-∞; -1) и (5; +∞).
Пример:
Неравенство вида │х - 2│≤ 3 задаёт на оси точки из промежутка
[-1; 5].
Пример.
Неравенство вида │х - 2│≥ 3 задаёт на оси точки из промежутков
(-∞; -1] [5; +∞).
4. Способы решения уравнений, содержащих модуль.
А) если а < 0, то решений нет.
Б) если а = 0, то f(x) = 0.
В) если а > 0, то ;
Решить совокупность уравнений ;
Решить совокупность двух систем:
Решают методом интервалов. Сущность этого метода заключается в следующем:
- найти нули выражений, находящихся под знаком модуля (критические точки);
- разбить найденными точками область допустимых значений уравнения на промежутки, на каждом из которых выражения под знаком модуля сохраняет знак;
- решить уравнение на каждом из промежутков, раскрывая модульные скобки;
-объединить ответы, полученные при решении уравнений на промежутках.
Следует отметить, что любое из уравнений вида 1-4 также можно решить методом интервалов.
5. Способы решения неравенств, содержащих знак модуля.
1.|f(x)| < a.
А) Если а≤0, то решений нет.
Б) Если а >0, то решением является система .
2. |f(x)| > a.
А) Если а <0, то решением являются любые х из области определения функции f(x).
Б) Если а=0, то решением являются все х из области определения функции f(x), кроме тех х, которые обращают функцию в ноль.
В) Если а>0, то решением является совокупность .
3. |f(x)| >|g(x)|.
Решение равносильно неравенству f2(x) >g2(x).
4..
Решение равносильно системе
5. .
Решение равносильно совокупности
Решаются методом интервалов. Сущность метода заключается в следующем.
- Найти нули выражений, находящихся под знаком модуля (критические точки);
- разбить область допустимых значений уравнения на промежутки, на каждом из которых выражения под знаком модуля сохраняет знак;
- решить неравенство на каждом из промежутков, раскрывая модульные скобки;
-объединить ответы, полученные при решении неравенств на промежутках.
Следует отметить, что любое из неравенств вида 1-5 можно решить методом интервалов.
Сводная таблица.
Простейшие выражения с модулем.
а | Выражение | Равносильное выражение | Множество решений | Графическое решение |
а > 0 | │х│= а | {-а; а} | | |
│х│≥а | (-∞; -а] [а; +∞) | |||
│х│>а | (-∞; -а) (а; +∞) | |||
│х│≤а | [-а; а] | |||
│х│<а | (-а; а) | |||
а=0 | │х│≥0 | … | х €R | |
│х│>0 | х≠0 | (-∞; 0) (0; +∞) | ||
│х│≤0 | х = 0 | {0} | ||
│х│<0 | … | Ø | ||
а<о | │х│≥а | … | х €R | |
│х│≤а | … | Ø |
Раздел 2.
Практическая часть
б) |π – 3 |;
в) │7 - 5√2 │;
г) | √3+√5 |;
д) | √5 - 2 |;
При каких значениях y верно равенство: а) – y = | – y |; б) – y = | y |?
7. Изобразить на действительной оси ОХ точки х, удовлетворяющие соотношениям:
д) │х – 1 │ 1.
8. Раскрыть модульные скобки:
9. Решить уравнения^
10. Раскрыть модульные скобки и построить график функции:
11.Построить графики функций:
12.Решить графически уравнение:
13.Решить неравенство:
Раздел 3.
Возможные приёмы решения некоторых типов задач.
Раскрыть модульные скобки │х – 3 │-│2х + 4│.
Решение:
Х – 3 = 0, х = 3;
2х + 4 = 0, х = -2.
Рассмотрим три случая:
1) х < -2, 2) -2 ≤ х <3, 3) х ≥ 3.
В первом случае х < -2, поэтому │х – 3 │= 3 – х, а │2х + 4│ = -2х – 4, значит │х – 3 │-│2х + 4│= 3 – х +2х +4 = х + 7.
Во втором случае -2 ≤ х <3, поэтому │х – 3 │= 3 – х, а │2х + 4│= 2х + 4, значит │х – 3 │-│2х + 4│=3 – х – 2х – 4 = -3х – 1.
В третьем случае х ≥ 3, поэтому │х – 3 │= х – 3, а │2х + 4│= 2х + 4, значит
│х – 3 │-│2х + 4│= х – 3 – 2х – 4 = - х - 7.
Ответ: │х – 3 │-│2х + 4│ = .
Решить уравнение.
1.│5х + 4│ = 3.
Решение.
, откуда несложно получить
Ответ: -1/54 -7/5.
2.│х2 – 2х - 7│= 4.
Решение: использование формулы 1–в позволяет избежать необходимости нахождения интервалов знакопостоянства квадратного трёхчлена с «неприятными» корнями.
Имеем: , откуда несложно получить
Ответ: -1; 3; 1 ± 2√3.
3.│х2 – х - 8│= -х
Решение: можно выбрать один из способов: либо использовать метод интервалов, и для этого находить промежутки знакопостоянства, либо воспользоваться формулой 3. При использовании метода интервалов придётся находить корни квадратного трёхчлена, которые будут не очень приятными. Если же работать по формуле 3. то придётся решать неравенство вида –х ≥ 0. что не представляет затруднительную задачу. Воспользуемся формулой 3.
Получаем: , откуда получаем
Ответ: -2; -2√2.
4.│3х - 4│= 4х2 + 3х – 2.
Решение:
Это уравнение принципиально не отличается от предыдущего. Однако здесь более комфортным представляется путь, связанный с раскрытием модуля. Согласитесь, что решать неравенство 4х2 + 3х – 2 ≥ 0 не очень комфортно(просчитайте корни трёхчлена).
3х – 4 = 0, х = 4/3.
Решение уравнений на двух промежутках х < 4/3 и х ≥ 4/3 можно оформить как решение совокупности систем:
.
Решая каждую из систем, получим
Ответ:
5.│х│-2│х + 1│= 5.
Решение: использовать метод интервалов, нули подмодульных выражений
0 и -1. Уравнение равносильно совокупности трёх систем. Решения каждой из систем объединить.
.
Ответ: корней нет.
Решить неравенство.
1.│2х -3│<5.
Решение:
можно решить это неравенство, раскрывая модульные скобки. Но удобнее в подобных примерах пользоваться формулой 1-Б. Решить систему:
.
Ответ: -1 < х < 4.
2.│2х - 7│≤│х -3 │.
Решение:
По формуле 3 получаем: (2х – 7)2 ≤ (х – 3)2,
3х2 – 22х + 40 ≤ 0
10/3 ≤ х ≤ 4.
Ответ: 10/3 ≤ х ≤ 4.
3.│х - 1│+│х - 2│≤ х + 3.
Решение:
Здесь нули подмодульных выражений х1 = 1 и х2 = 2. Они разбивают числовую ось на три интервала. Решаем данное неравенство на каждом интервале:
1)
2)
3)
Объединяя полученные множества решений, находим решение исходного неравенства.
Ответ: 0 ≤ х ≤ 6.
Решение.
Можно решить неравенство методом интервалов. Но если записать неравенство в виде
│3х + 2│≤ х2 + 7х +6,
и воспользоваться формулой 4, то переход к равносильной системе
несколько облегчит работу. Получаем:
Ответ: х ≤ - 5- √17 или х ≥ -5 + √17.
5. │х2 - 4│+ 2х + 1 > 0.
Решение:
Перепишем неравенство в таком виде:
│х2 - 4│> -2х – 1.
Воспользуемся формулой 5.
Получаем ответ.
Ответ: х < -3 или х >1 - √6.
6.
Данное неравенство равносильно системе неравенств:
Следовательно, решением является множество (-3; -1) (-1; 1).
Ответ: (-3; -1) (-1; 1).
Построить график функции.
у = │х - 2│+│х - 5│.
Решение: сначала раскроем модульные скобки, получим:
Теперь необходимо построить графики полученных функций на соответствующих промежутках.
у = │х2 -4│
Чтобы построить график функции у = │f(x)│, надо сначала построить график функции у = f(x), а затем участки этого графика, лежащие выше оси абсцисс, оставить без изменения, а участки, лежащие ниже оси абсцисс, зеркально отразить относительно этой оси. Поэтому сначала построим параболу у = х2 – 4, затем часть графика, расположенную ниже оси х, отразим зеркально.
у = │х2 -4│
Раздел 4.
Упражнения,
при решении которых появляется модуль.
Пример1.
Решить уравнение .
Решение. Опираясь на свойство , получим равносильное уравнение:
│х+1│= 1.
Следовательно, либо
х + 1 = 1, т е х = 0
либо
х + 1 = -1, т е х = -2.
Ответ: -2; 0.
Пример2.
Решить уравнение
1 способ.
Решение.
Преобразуем выражения под корнем:
.
.
.
Далее решить методом интервалов, учитывая условие х ≥-2.
, корней нет.
, х = 2.
1) -2 ≤ х < 2, , 3=3, решением является [-2; 2).
2) х ≥ 2, , , х = 2.
Объединить ответы.
Ответ: [-2; 2].
2 способ.
Решение.
Сделаем замену , где а ≥ 0, тогда х+3=а2+1, х+6 = а2+4. уравнение имеет вид
, откуда
│а+1│+│а-2│=3.
А + 1 =0, а = -1, а – 2 = 0, а = 2. С учётом условия а ≥ 0, получаем:
то 0 ≤ а ≤2.
Возвращаемся к переменной х, получаем 0 ≤ ≤ 2, 0≤ х + 2 ≤ 4, -2 ≤ х ≤ 2.
Пример3.
Решить уравнение
Решение.
Возведём в квадрат обе части уравнения, после чего сделаем замену переменной. (Следует помнить, что безоговорочное возведение в квадрат возможно при условии, когда левая и правая части уравнения имеют одинаковые знаки).
После возведения в квадрат и упрощения получим:
х2 - 4х + 3 +
Произведём замену переменной t = х2 – 4х +3; тогда уравнение примет вид
t + ,
или
t + │t│= 0,
откуда t ≤ 0. Другими словами, исходное уравнение имеет множество решений, задаваемое неравенством
х2 – 4х + 3 ≤ 0,
а, значит,
1≤ х ≤3.
Ответ: [1; 3].
Тренировочные упражнения.
1. Решить уравнения:
1).
2). .
3).
4).
5). .
6).
2. Решить систему уравнений
3. Вычислить:
1).
2)
3)
4)
5) 2 + √5 -
6)
7)
4. Упростить:
1)
2) .
3)
4)
5)
6)
7) если 0 < в < 3а.
8) , при а > 1.
9) при а > в√2 >0.
1. .
2. .
Раздел 5.
Задания, содержащие модуль, встречающиеся при проведении экзамена в форме тестирования.
1) 3 2) -3 3) 2 4) 4 5) -4.
1) 2⅓ 2) 3⅓ 3) 4⅓ 4) 5 5) 1⅓.
1) 3√3 2) 2√3 3) √3 4) 3 5) 4√3.
х2 + │х│ = 2½ равна
1) √11 – 1 2)1 3) √11 4) 1 - √11 5) ½√11.
1) -7/6 2) -7/18 3) 7\6 4) 7/18 5) -7/12.
1) -3 2) -4 3) 3 4) 4 5) -6.
1) -4/3 2) -5/3 3) -2 4) -8/3 5) -4.
1) 4/3 2) 2/3 3) -2/3 4) -1/3 5) 1/3.
1) 2/3 2) 3/2 3) 1/3 4) 3 5) 4/3.
1) √5 + 2 2) √5 – 2 3) √5 + 3 4) √5 + 1 5) √5 – 1.
1) 3 2) 5 3) 6 4) 2 5) 4.
1) 5 2) 6 3) 7 4) 4 5) 3.
1) 4 2) 5 3) 6 4) 7 5) 8.
1) 5 2) 6 3) 4 4) 3 5) 7.
1) √6 2) √6 – 1 3) 1 4) ½√6 5) ½ (√6 – 1).
1) 3 2) 4 3) 5 4) 6 5) 7.
1) 4 2) 3 3) 5 4) 1 5) 2.
1) 2 2) 3 3) 5 4) 0 5) 1.
1) -6 2) -10 3) -4 4) -3 5) -9.
Используемая литература:
Ветер и Солнце
Весенние чудеса
Осенняя паутина
Два плуга
Лев Николаевич Толстой. Индеец и англичанин (быль)