不等式·含绝对值符号的不等式证明·教案
教学目标
1.掌握绝对值的基本性质,在学会一般不等式的证明的基础上,学会含有
绝对值符号的不等式的证明方法.
2.通过含有绝对值符号的不等式的证明.进一步巩固不等式的证明中的由
因导果、执要溯因,……等数学思想方法.通过证明方法的探求,培养学生勤于
思考,全面思考的思考方法.
3.通过含有绝对值符号的不等式的证明,可培养学生辩证思维的方法和能
力,以及严谨的治学精神.
教学重点与难点
理解掌握定理1,及其证明方法是这节课的重点也是难点,对定理1的指导
论证不仅重在结论,更重要是重视结论的探求推导过程.捕捉住推证这个时机,
启发学生用辩证的思想方法,去探求解决矛盾的途径.
教学过程设计
(一)复习
师:我们在初中学过绝对值的有关概念.哪位同学来说说绝对值的定义?
生:当a∈R时,则有:
师:绝对值的几何意义?
生:点A的读数为a,|a|表示A点到原点的距离.
师:绝对值的运算公式?
生:如果a>0,则有:
|x|<a x2<a2 -a<x<a;
|x|>a x2>a2 x>a或 x<-a.
师:绝对值的基本性质有哪些?
生:当|a|≥0时,若a≠0,|a|>0.
师:|a|与±a有什么关系?
生:a>0时,|a|=a;a<0时,|a|>a,|a|=-a;a=0时,|a|=±a,所以|
a|≥±a.
师:|a|2与a2有什么关系?
生:|a|2=a2
师:比较-|a|与 a,a与|a|的大小?
生:这需要讨论.
当a>0时: 当 a<0时: 当 a=0时:
|a|=a |a|=-a -|
a|=a=|a|
-|a|=-a<0 -|a|=a
-|a|<a=|a| a<|a|
-|a|=a<|a|
师:由以上大家的讨论,我们可以得到什么结论?
生:-|a|≤a≤|a|.
师:这里对a有什么要求?
生:a∈R.
(二)新课
师:请大家看式子|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|.这个式子包括两部分:|
a+b|≤|a|+|b|(1);|a|-|b|≤|a+b|(2).利用上面的式子-|a|≤a≤|a|,
如何出现含有a+b的式子?
生:由-|a|≤a≤|a|①与-|b|≤b≤|b|②两式相加就有-(|a|+|
b|)≤a+b≤|a|+|b|.③
师:当我们将|a|+|b|看作一个整体时,上面的③式逆用|x|<a -a<x
<a可有什么结论?
生:|a+b|≤|a|+|b|.(*)
师:这正是我们要证明的式子的(1).那么式子(2)我们又如何证明呢?
现在我们考虑(2)式左边|a|与|b|的差的符号有哪些可能?
生:|a|-|b|>0或=0或<0三种可能.
师:现在我们就这几种可能进行讨论.当 |a|-|b|<0时,看(2)式是一
个怎样的不等式?
生:绝对不等式,显然成立.
师:那当|a|-|b|≥0时,|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b| a2-2|ab|
+b2≤a2+2ab+b2≤a2+2|ab|+b2 -2|ab|≤2ab≤2|ab| -|ab|≤ab≤|
ab|,这正是以上我们复习的绝对值的基本性质.所以我们可有以下证明:
由-|ab|≤ab≤|ab|,知-|2ab|≤2ab≤|2ab|,则a2|2ab|
+b2≤a2+2ab+b2≤a2+|2ab|+b2,即|a|2-|2ab|+|b|2≤(a+b)2≤|a|2+|2ab|+|b|
2.所以(|a|-|b|)2≤|a+b|2≤(|a|+|b|)2.
又|a|-|b|≥0,则|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|.
由以上证明我们可以看到如论|a|-|b|<0或|a|-|b|≥0都有|a|-|b|≤|
a+b|成立.
师:再与(*)合在一起,就有公式:|a|-|b|≤|a+b|≤|a+b|≤|a|+|b|成
立,这就是我们要学习的定理1.
师:对上面的(2)式的证明还有什么其他方法呢?是否可以考虑利用已经
证明的(1)式来证明(2)式呢?
生:可以把a成a=a+b-b,|-b|=|b|,这样就有|a|=|(a+b)-b|≤|a+b|
+|-b|,移项后就有:|a|-|b|≤|a+b|得到(4),由(3)(4)便也可得到定
理 1.
师:由于定理1中对a,b没有特殊要求.我们如果用-b代 b会有什么结果?
(要求学生自己运算).下面请一位学生到黑板上完成.
生:(在黑板上做)
因为|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|,
用-b代 b,得
|a|-|-b|≤|a+(-b)|≤|a|+|b|,即|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|.
师:这就是我们今天要学的定理2.
(三)练习
(由学生自行完成)
师:请一个同学上黑板完成其余同学在课堂本上完成.
师:这是一道含有绝对值符号的不等式.但首先是一道不等式的证明.以
前我们学过的不等式证明都有些什么常用的方法?
生:有比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、三角代换法等.
师:当我们无从下手时,我们考虑用什么方法?
生:用分析法.
师:那我们用分析法试试.(由学生叙述老师板书)
生:分析法.
1+2ab+a2b2,只要证1-a2-b2+a2b2>0,只要证(1-a2)(1-b2)>0.
师:经过以上分析法那我们还可以用什么方法?能不能利用分析的过程?
生:可以用综合法.
师:那谁来说说如何用综合法证明?
生:综合法.(由学生口述教师写板书)
证明:由|a|<1,知a2<1,则1-a2>0;又|b|<1,则b2<1,即1-b2>
0,因此(1-a2)(1-b2)>0.
故 a2+b2<1+a2b2,进而 a2+2ab+b2<1+a2b2+2ab,即
生:大于或等于.
师:如果从证明那些可能不存在出发证,能用什么方法?
生:反证法.
师;下面请同学用反证法来证明.
生:(学生口述老师书写)
移项:(a+b)2-(1+ab)2≥0,1+a2b2-a2-b2≤0,即(1-a2)(1-
b2)≤0.
证法1:从定理1出发,利用放缩法.
当a+b=0时,不等式显然成立;
证法2:
由|a+b|≤|a|+|b|,知|a|+|b|-|a+b|≥0.
证法3:(考虑构造函数)
通过例 2的证明计算的启发,让学生运用已学过的定理,及其它已有的知
识技能进行演算,通过演算启发学生认识定理1及其他有关数学知识.
(四)作业 P28:练习4,P30:9,10.
课堂教学设计说明
含有绝对值不等式的证明的学习,是在学生掌握了不等式的几种基本方法
的基础之上展开的.这部分先复习绝对值的定义及几何意义,再复习绝对值的
运算性质和绝对值不等式的基本解法等有关知识.在这基础上介绍含有绝对值
的不等式的两个基本定理,并用不等式证明的基本方法来证明,要求学生了解
这两条定理形式上虽有不同,但实质是等价的.当用-b代替 b时,可由一个推
出另一个,而重要的是证明定理1,通过例题初步会用不等式||a|-|b||≤a+b|
≤|a|+|b|解决一些简单问题.在用定理证明例 2时,引导学生多种思路,采用
前面已经讲过的不等式证明中的基本方法和数学思想方法,培养学生分析问题、
解决问题的能力.例 3是根据绝对值不等式的定理采用放缩变换的方法,掌握
处理好含有绝对值不等式的常用方法,这也是提高逻辑推理能力的内容之一.