师:同学们大家好,今天我们一起来学习必修5第三章第一节不等关系与不等式的第二课时。在第一课时,我们学习了如何用不等式或不等式组表示不等关系,以及用做差法比较两个实数的大小。这节课我们继续学习不等式的知识,了解不等式的有关性质。
首先看性质一:如果a大于b,那么b小于a;如果b小于a,那么a大于b,即a大于b等价于b小于a 。性质一表明把不等式的左右两边交换位置,所得不等式与原不等式反向,这一性质也被称作不等式的对称性。
接着看性质二:如果a大于b,b大于c,那么a大于c,即a大于b,b大于c,可以推出a大于c 。我们来证明这条性质,由a大于b可得a减b大于0,由b大于c可得b减c大于0,于是(a - b) + (b - c)大于0,所以a - c大于0,即a大于c 。性质2也可以表示为,如果c小于b,b小于a,那么c小于a,该性质也被称作不等式的传递性。
再看性质三:如果a大于b,那么a + c大于b + c 。同学们,你们能证明这条性质吗?我们可以用做差法来证明,(a + c) - (b + c) = a - b ,由a大于b,可得a - b大于0,所以(a + c) - (b + c)大于0,即a + c大于b + c 。性质3表明不等式的两边都加上同一个实数,所得不等式与原不等式同向,该性质也被称作不等式的可加性。
关于性质3还有这样的几何意义:把数轴上两个点a与b同时沿相同方向移动相等的距离,得到另两个点A?与B? ,a与b和A?与B?的左右位置关系不会改变。我们来看性质3的推论,如果a + b大于c,那么a大于c - b 。根据性质,在不等式a + b大于c的左右两边同时加上 - b,即可得a大于c - b 。一般地说,不等式中任何一项可以改变符号后移到不等号的另一边,性质3的推论也被称作不等式的移项法则。
继续看性质四:如果a大于b,c大于0,那么ac大于bc;如果a大于b,c小于0,那么ac小于bc 。我们也用做差法证明,ac - bc = c(a - b),由a大于b,可得a - b大于0,所以只需关注c的正负号。当c大于0时,c(a - b)大于0,所以ac - bc大于0,即ac大于bc;当c小于0时,c(a - b)小于0,所以ac - bc小于0,即ac小于bc 。性质4表明不等式的两边都乘以同一个正数,所得不等式与原不等式同向;都乘以同一个负数,所得不等式与原不等式反向,该性质也被称作不等式的可乘性。使用不等式可乘性处理不等式问题时,一定要注意同乘的数是正数还是负数。如果同乘的是正数,所得不等式和原不等式同向;如果同乘的是负数,所得不等式与原不等式反向。
接着看性质5:如果a大于b,c大于d,那么a + c大于b + d 。同学们考虑一下怎么证明这一性质?同样可以用做差法,(a + c) - (b + d),我们将它变形为(a - b) + (c - d),因为a大于b,所以a - b大于0;因为c大于d,所以c - d大于0,所以(a - b) + (c - d)大于0,所以(a + c) - (b + d)大于0,即a + c大于b + d 。除了用做差法,还有其他证明方法吗?我们要比较a + c和b + d的大小,是否可以找到一个数,比a + c小,但比b + d大呢?根据这一思路,因为a大于b,利用不等式的可加性可得a + c大于b + c;因为c大于d,同样利用不等式的可加性可得c + b大于d + b 。所以根据不等式的传递性,可得a + c大于b + d 。性质5表明两个同向不等式相加,所得不等式和原不等式同向,该性质也被称作不等式的同向可加性。
接着看性质6:如果a大于b大于0,c大于d大于0,那么ac大于bd 。能否仿照不等式同向可加性的第二种证明思路加以证明呢?是否可以找到一个数比ac小,比bd大?因为a大于b,c大于0,所以ac大于bc;因为c大于d,b大于0,根据不等式的可乘性可得cb大于db 。所以根据不等式的传递性可得ac大于bd 。性质6表明两边都是正数的同向不等式相乘,所得不等式和原不等式同向,该性质也被称作不等式的同向可乘性。特别要注意,使用同向可乘性的前提是两个同向不等式两边均为正数。
继续看性质7:如果a大于b大于0,那么a的n次方大于b的n次方,其中n属于自然数集,n大于等于1 。根据性质6,将n个a大于b大于0这样两边都是正数的同向不等式相乘,即可得a的n次方大于b的n次方。性质7表明,当不等式的两边都是正数时,不等式两边同时乘方,所得不等式和原不等式同向,该性质也被称作不等式的乘方法则。
接着看性质8:如果a大于b大于0,那么a的n次方根大于b的n次方根,其中n属于自然数集,n大于等于2 。如何证明性质8呢?注意到开方是乘方的逆运算,我们是否可以借助性质7来证明?假设a的n次方根小于等于b的n次方根,即a的n次方根等于b的n次方根或者a的n次方根小于b的n次方根。根据性质7和根式的性质可以得到a = b或a小于b 。这些均与a大于b大于0矛盾,所以假设不成立,所以a的n次方根大于b的n次方根。性质8表明当不等式的两边都是正数时,不等式两边同时开方,所得不等式和原不等式同向,该性质也被称作不等式的开方法则。
