Введение

1. Абсолютная величина в курсе средней школы

1.1 Определения и основные теоремы

1.2 Геометрическая интерпритация понятия |a|

2. Методы решения уравнений и неравенств

2.1 Решение уравнений и неравенств с использованием определения абсолютной величины (модуля)

2.2 Метод решения при помощи зависимостей между числами а и в, их модулями и квадратами этих чисел

2.3 Метод интервалов

2.4 Графический метод

2.5 Метод последовательного раскрытия модуля

2.6 Виды уравнений и неравенств и их решение

3. Дополнительные способы решения уравнений и неравенств

3.1 решение уравнений и неравенств, содержащих модуль, с использованием тождеств

3.2 Решение уравнений содержащих модули неотрицательных выражений

3.3 Решение уравнений с использованием геометрической интерпретации

3.4 Решение уравнений переходом к следствию

3.5 Типовые задачи, содержащие переменную под знаком модуля

3.6 Советы учителей по последовательности изучения уравнений и неравенств с модулем в школьном курсе математики

4. Уравнения и неравенства с модулем в Едином Национальном Тестировании (ЕНТ)

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Актуальность темы связана с тем, что модуль широко применяется в различных разделах школьного курса математики, физики и технических науках. Например, в теории приближенных вычислений применяется понятия абсолютной и относительной погрешностей приближенного числа, понятия вектора и его длины (модуля вектора) используется в геометрии и механике, в математическом анализе понятие модуля содержится в определениях пределах, ограниченной функции. Я считаю, что эта тема требует более глубокого исследования, так как она прослеживается в различных заданиях повышенной сложности, которые предлагают учащимся авторы дидактических материалов, в задачах математических олимпиад, заданий ЕНТ и экзаменов при поступлении в вузы.

В практике преподавания математики в средней школе понятие абсолютной величины числа (модуля) встречается неоднократно.

В 6 классе, в теме приближенных вычислений формируется понятие абсолютой величины числа, при уяснении абсолютной погрешности приближенного числа.

Во втором полугодии 6 класса вводится определение абсолютной величины числа (модуля) и с помощью этого понятия формулируются правила действий над рациональными числами.

В 8 классе при рассмотрении свойств арифметического квадратного корня находит свое новое приложение понятие абсолютной величины числа:

; , где и другие.

В 9 классе, при изучении предела последовательности учащиеся встречаются с выражениями вида:

Понятие абсолютной величины числа получает свое дальнейшее развитие в 10 классе при изучении предела функции, при исследовании функции на ограниченность, при иучении комплексных чисел.

В 11 классее в теме «Степень с рациональным показателем» рассматриваются свойства корней n -й степени, где также используется понятие абсолютной велечины числа; так,например,

=

Таким образом, во всех классах, в соответствии с учебной программой, следует включать и рассматривать упражнения, содержащие знак абсолютной величины числа.

В 6 классе можно решать уравнения вида:

В 7 классе имеется вожможностьрссматривать решешие уравнений вида: и т.п., систем уравнений вида:

А так же пострение графиков функций: ; ; и др.

В 8 классе понятия абсолютной величины распространяются на квадратные уравнения, график квадратного трехчлена и др. можно решать уравненияя вида:; ;

Новизна дипломной работы : решили все уравнения и неравенства с моулем, встречающиеся в тестовых заданиях ЕНТ и рассмотрели основные ошибки, допускаемые учащимися при их решении.

Цель проведения нашего исследования – сделать анализ учебно-методического материала, выявить все методы решения уравнений и неравенств с модулем и объединить их в данной работе.

Для достижения поставленной необходимо решить следующие задачи :

    Изучить основные теоремы и определения;

    Описать основные методы решения уравнений и неравенств с модулем;

    Выявить нестандартные методы решения уравнений и неравенств с модулем.

Объект исследования: процесс обучения уравнениям и неравенствам в школе.

Предмет исследования: методы решения уравнений и неравенств, содержащие знак модуля, в школьном курсе математики.

Практическая значимость дипломной работы состоит в том, что в данной дипломной предтавлены все методы и приемы решения уравнений и неравенств, которые можно использовать в школьном курсе математики.

Основными методами исследовани я в дипломной работе являются:

    аналитический,

    сравнительный,

    изучение монографических публикаций и статей,

    конкретно-исторический,

    метод обобщения.

Данный диплом основан на следующих работах: «Абсолютная величина» Гайдуков И.И., «Уравнения и неравенства с модулями и методика их решения» Севрюков П.Ф., Смоляков А.Н., «Алгебра и начала анализа. Уравнения и неравенства 10 - 11кл» Олехник, Потапов, Пасиченко.

В первой главе рассматривается теоретическая сторона проблемы, основные теоремы и понятия, необходимые для дальнейшего исследования данной темы. уравнение задача неравенство

Во второй главе дипломной работы мы объединили методы решения уравнений и неравенств с модулем, которые входят в школьную программу.

В третьей главе мы представили нестандартные приемы решения уравнений и неравенств содержащие модуль, изучаемых на дополнительных занятиях и используемых при решении олимпиадных задач. Так же здесь рассмотрены типовые задания на решение уравнений и неравенств и задания тестовых вариантов Единого Национального Тестирования (ЕНТ).

При решении уравнений, содержащих знак абсолютной величины, мы будем основываться на определении модуля числа и свойствах абсолютной величины числа.

1. Абсолютная величина в курсе средней школы

1.1 Определения и основные теоремы

Рассмотрим понятие абсолютной велечины числа, или, что то же самое, модуля числа для действительных чисел.

Определение 1.1.1 Абсолютной величиной (модулем) действительного числа а называется неотрицательное число, взятое из двух чиисел а или - а.

Абсолютную величину числа а обозначают |а | и читают «абсолютная величина числа а», или «модуль числа а».

Из определения следует:

Из определения следует, что для любого действительного числа а, ≥0.

Примеры 1.1.1:

;

Теорема 1.1.1 Противоположные числа имеют равные абсолютные величины, т.е. = .

В самом деле, по определению абсолютной величины, имеем:

=

=

Следовательно,

1.2 Геометрическая интерпритация понятия

Известно, что каждому действительному числу можно поставить в соответствие точку числовой прямой, тогда эта точка будет геометрическим изображеннием данного действительного числа. Каждой точке числовой прямой соответствует ее расстояние от начала отсчета, иии длина отрезка, начало которого в точке начала отсчета, а конец – в данной точке.это расстояние, или длина отрезка, рассматривается всегда как величина неотрицательная.

Вместе с этим каждой точке числовой прямой можно поставить в соответсствие направленный отрезок(вектор), который характерезуется длинной и направлением.

Множеству действительных чисел соответствует множество точек ориентированной прямой, т.е. такой прямой на которой, кроме начала отсчета и маштаба, установлено положительное направление.

Тогда можно считать, что геометрической интерпритацией действительного числа служит вектор, выходящий из начала отсчета и имеющий конец в точке, изображающий данное число. Длина этого вектора будет геометрической интерпритацией абсолютной величины данного действительного числа.

Геометрическое толкование смысла наглядно потверждает, что = .

Примеры 1.2.1:

Если = 5, то а 1 =5 и а 2 =-5, или а = ±5.

Следовательно, данному равенству удовлетворяют два числа, которым на числовой прямой сответсвует две точки.

Если ˃10, то

Откуда а ˃10 и а ˂ -10, или

Следовательно, данному нераввенству удовлетворяет множество чисел двух интервалов: (-∞;-10) и (10;∞), а на числовой прямой – два промежутка соответствующие этим интервалам.

Перевод алгебраической задачи на геометрический язык – удобный и мощный метод решения задач. В качестве еще одного примера разберем блок задач олимпиады:

Пример 1.2.2:

Дана функция: .

Решение: Построим график функции . Для этого заметим, что , а тогда мы можем сначала построить график функции , и затем отразить его относительно оси координат. Преобразуем выражение, задающее функцию :

Поскольку данная система определяет верхнюю полуокружность радиуса 2 с центром в точке , график исходной функции представляет собой объединение полуокружностей указанных на рисунке.

Теперь решение задач не представляет труда:

с) При решений нет, при уравнение имеет три решения, при – четыре решения, при – два решения.

b ) Неравенство выполнено при всех из отрезка .

a ) корень уравнения есть абцисса точки пересечения прямой с графиком ффункции . Найдем ее геометрически: заштрихованный на рисунке прямоугольный треугольник является равнобедренный(угловой коэффицент прямой равен -1), его гипотенуза есть радиус окружности, ее длина 2. Тогда длина катета, лежащего на оси абсцисс есть , а искомая абсцисса равна .

Геомет рический смысл модуля разности величин - это расстояние между ними. Например, геометрический смысл выражения |х–а | -длина отрезка координатной оси, соединяющей точки с абсциссами а и х. Перевод алгебраической задачи на геометрический язык часто позволяет избежать громоздких решений.

Пример 1.2.3: Решим уравнение |х–1|+|х–2|=1 с использованием геометрической интерпретации модуля.

Будем рассуждать следующим образом: исходя из геометрической интерпретации модуля, левая часть уравнения представляет собой сумму расстояний от некоторой точки абсцисс х до двух фиксированных точек с абсциссами 1 и 2. Тогда очевидно, что все точки с абсциссами из отрезка обладают требуемым свойством, а точки, расположенные вне этого отрезка- нет. Отсюда ответ: множеством решений уравнения является отрезок .

Ответ : х 

Пример 1.2.4: Решим уравнение |х – 1| - |х – 2|=1 1 с использованием геометрической интерпретации модуля.

Будем рассуждать аналогично предыдущему примеру, при этом получим, что разность расстояний до точек с абсциссами 1 и 2 равна единице только для точек, расположенных на координатной оси правее числа 2. Следовательно решением данного уравнения будет являтся не отрезок, заключенный между точками 1 и 2, а луч, выходящий из точки 2, и направленный в положительном направлении оси ОХ.

Ответ: х .

  • 2) Предположим, что х 2 - 2
  • 2 - х 2 + х

Пересечение множества решений этого неравенства и неравенства х 2 - 2

Ответ: х(-2; -1).

В отличие от уравнений неравенства не допускают непосредственной проверки. Однако в большинстве случаев можно убедиться в правильности полученных результатов графическим способом. Действительно, запишем неравенство примера в виде

Построим функции y 1 =х 2 - 2 и y 2 = -х, входящие в левую и правую часть рассматриваемого неравенства, и найдем те значения аргумента, при которых y 1

На рис. 3 заштрихованная область оси абсцисс содержит искомые значения х. Решение неравенств, содержащих знак абсолютной величены, иногда можно значительно сократить, используя равенство х 2 = х 2 .


Рисунок 3

Пример: Решить неравенство

Решение: Исходное неравенство при всех х -2 эквивалентно неравенству

х - 1> х + 2. (**)

Возведя обе части неравенства (**) в квадрат, после приведения подобных членов получаем неравенство

Учитывая множество допустимых значений исходного неравенства, определяемого условием х -2, окончательно получаем, что неравенство (*) выполняется при всех х(-; -2)(-2; -1/2).

Ответ: (-; -2)(-2; -1/2).

Пример: Найти наименьшее целое х, удовлетворяющее неравенству:

Решение: Так как х +1 0 и, по условию, х +1 0, то данное неравенство равносильно следующему: 2х + 5 > х +1. Последнее в свою очередь, эквивалентно системе неравенств -(2х + 5)

  • -(2х + 5)
  • 2х + 5 > х +1,

Наименьшим целым числом х удовлетворяющей этой системе будет неравенств, является 0. Заметим, что х -1, иначе выражение в левой части данного неравенства не имеет смысла.

Пример: Решить неравенство:

Ответ: [-1; 1].

Пример: Решить неравенство

х2 - 3х + 2+ 2х + 1 5.

Решение. х 2 - 3х + 2 отрицателен при 1

  • 2. - Ѕ ? х? 1. Имеем неравенство х2 - х - 2 ? 0. Его решение -1 ? х? 2. Следовательно, весь отрезок -Ѕ ? x ? 1удовлетворяет неравенству.
  • 4. х? 2. Неравенство то же, что и в случае 2. Подходит лишь х = 2.

Ответ: 5 - 41 2 ? х? 2.

Пример: Решить неравенство.

х 3 + х - 3- 5 х 3 - х + 8.

Решение. Решим это неравенство не стандартным образом.

х 3 + х - 3 - 5 х 3 - х + 8,

х 3 + х - 3 - 5 -х 3 + х - 8

х 3 + х - 3 х 3 - х + 13

х 3 + х - 3 - х 3 + х - 3

х 3 + х - 3 х 3 - х + 13,

х 3 + х - 3 -х 3 + х - 13,

х 3 + х - 3 -х 3 + х - 3,

х 3 + х - 3 х 3 - х + 3

г. Кемерово

МОУ «Средняя общеобразовательная школа №37»

Элективный курс по выбору

для учащихся 10-11 классов

Уравнения, неравенства и системы,

Составила:

Каплунова Зоя Николаевна

учитель математики

    Пояснительная записка………………………………………..стр.2

    Учебно-тематический план…………………………………...стр. 6

    Перечень ключевых слов……………………………………...стр.7

    Литература для учителя………………………………………..стр.8

    Литература для обучающихся………………………………...стр.8

Пояснительная записка.

Основная задача обучения математики в школе заключается в обеспечении прочного и сознательного овладения учащимися системой математических знаний и умений, необходимых в повседневной жизни и трудовой деятельности каждому члену современного общества, достаточных для изучения смежных дисциплин и продолжения образования.

Наряду с решением основной задачи более глубокое изучение математики предусматривает формирование у учащихся устойчивого интереса к предмету, выявление и развитие их математических способностей, ориентацию на профессии, существенным образом связанные с математикой, подготовкой к обучению в вузах.

Актуальным остается вопрос о дифференцировании обучения математики, позволяющей, с одной стороны, обеспечить базовую математическую подготовку, а с другой - удовлетворить потребности каждого, кто проявляет интерес к предмету.

Программа данного курса «Уравнения, неравенства и системы, содержащие знак абсолютной величины» предлагает изучение таких вопросов, которые входят в курс математики основной школы не в полном объеме, но необходимые при дальнейшем её изучении.

Понятие абсолютной величины (модуля) является одной из важнейших характеристик числа как в области действительных, так в области комплексных чисел. Это понятие широко применяется не только в различных разделах школьного курса, но и в курсах высшей математики, физики и технических наук, изучаемых в вузах. Например, в теории приближенных вычислений используются понятия абсолютной и относительной погрешностей приближенного числа. В механике и геометрии изучаются понятия вектора и его длины (модуля вектора). В математическом анализе понятие абсолютной величины числа содержится в определениях таких основных понятий, как предел, ограниченная функция и др. Задачи связанные с абсолютными величинами, часто встречаются на математических олимпиадах, вступительных экзаменах в вузах и на ЕГЭ.

В школьной программе курса математики не предусмотрены обобщение и систематизация знаний о модулях, их свойствах, полученных учащимися за весь период обучения.

Таким образом, данный курс «Уравнения, неравенства и системы, содержащие знак абсолютной величины» предназначен для расширения базового курса алгебры и начала анализа и дает учащимся возможность познакомиться с основными приемами и методами выполнения заданий, связанных с модулями. Пробуждает исследовательский интерес к этим вопросам, развивает логическое мышление, способствует приобретению опыта работы с заданием более высоким по сравнению с обязательным уровнем сложности.

Курс «Уравнения, неравенства и системы, содержащие знак абсолютной величины» предназначен для профильной подготовки учащихся 10-11 классов и рассчитан на 34 часа (1 час в неделю).

В процессе обучения данного курса предлагается использование различных методов активизации познавательной деятельности учащихся, а также различных форм организации их самостоятельной работы.

В ходе изучения данного курса обучающиеся осваивают теоретический материал и выполняют практические задания. Результатом освоения программы курса является представление творческих работ на итоговом занятии

При изучении курса предусмотрен тестовый контроль.

Цели курса:

*обобщение и систематизация, расширение и углубление знаний по теме «Абсолютная величина»;

*обретение практических навыков выполнения заданий с модулем;

*повышение уровня математической подготовки учащихся.

Задачи курса

* вооружить учащихся системой знаний по теме «Абсолютная величина»

*формировать навыки применения данных знаний при решении задач различной сложности;

*подготовить учащихся к ЕГЭ;

*формировать навыки самостоятельной работы, работы в группах;

*формировать навыки работы со справочной литературой;

Требования к уровню усвоения учебного материала

В результате изучения программы курса учащиеся получают возможность

знать и понимать:

*определения, понятия и основные алгоритмы решения уравнений неравенств и систем с модулем;

*правила построения графиков функций, содержащих знак абсолютной величины;

Уметь:

*применять определение, свойства абсолютной величины действительного числа к решению действительного числа к решению конкретных задач;

*решать уравнения, неравенства, системы уравнений и неравенств, содержащих переменную под знаком модуля;

*уметь самостоятельно осуществлять небольшие исследования.

1.Введение 1ч.

Цели и задачи курса. Вопросы, рассматриваемые в курсе и его структура. Знакомство с литературой, темами творческих работ.

2. (4 часа)

Определение абсолютной величины. Геометрическая интерпретация понятия модуля. Операции над абсолютными величинами. . Применение свойств модуля при решении задач.

3.Графики функций, содержащих знак абсолютной величины.(8 часов)

Правила и алгоритмы построения графиков функций. Определение четной функции. Геометрические преобразования графиков функций, содержащих знак модуля. Основные построения графиков на примерах простейших функций. Графики уравнений: y=f|x|; y=f(-|x|); y=|f(x)|; y=|f|x||; |y|=f(x),где f(x)≥0; |y|=|f(x)|

4.Уравнения, содержащие абсолютные величины.(10 часов)

Раскрытие модуля по определению, переход от исходного уравнения к равносильной системе, возведение в квадрат обеих частей уравнения, метод интервалов, графический метод, использование свойств абсолютной величины. Уравнения вида: |f(x)|=0; f|x|=о; |f(x)|=g(x); |f(x)|=|g(x)|;

Метод замены переменных, при решении уравнений содержащих абсолютные величины. Метод интервалов при решении уравнений, содержащих абсолютные величины. Уравнения вида:|f(x)|±|f(x)|±|f(x)|±…±|f(x)|=0; |f(x)|±|)f(x)|±|f(x)|±…±|f(x)|=g(x).

Графическое решение уравнений, содержащих абсолютные величины.

5.Неравенства, содержащие абсолютные величины (10 часов)

Неравенства с одним неизвестным. Основные методы решения неравенств

с модулем |f(x)|>a. Неравенства вида a|f(x)|>g(x); |f(x)|>|g(x)|.

6.Итоговое занятие (1 час)

Представление творческих работ.

Раздел III. Учебно-тематический план

Названия разделов и тем

Прак-тика

Форма проведения

Форма контроля

Введение

Аукцион знаний

Анкета, записи

Абсолютная величина действительного числа

Лекция,практикум

Опорный конспект, решение заданий

Упрощение выражений, содержащих переменную под знаком модуля

практикум

Решение заданий

Графики уравнений, которые содержат знак модуля

Правила и алгоритмы построения графиков

Семинар-практикум

Памятка с правилами и алгоритмами построений

Определение четной функции. Геометрические преобразования графиков

Семинар - практикум

Опорный конспект, решение задания

Графики уравнений: y=f|x|; y=f(-|x|); y=|f(x)|; y=|f|x||; |y|=f(x),где f(x)≥0; |y|=|f(x)|

Проверка выполнения построения графиков

Уравнения, содержащие абсолютные величины

Основные методы решения уравнений с модулем

Конспекты, алгоритмы

Уравнения вида: |f(x)|=0; f|x|=о; |f(x)|=g(x); |f(x)|=|g(x)|;

практикум

Проверка решенных заданий

Метод интервалов при решении уравнений, содержащих знак модуля. Уравнения вида:|f(x)|±|f(x)|±|f(x)|±…±|f(x)|=0; |f(x)|±|)f(x)|±|f(x)|±…±|f(x)|=g(x).

Семинар-практикум

Опорный конспект, проверка решенных заданий

Способ последовательного раскрытия модуля при решении уравнений, содержащих «модуль в модуле»

практикум

Реферат, памятка, проверка заданий

Графическое решение уравнений, содержащих абсолютные величины.

Семинар-практикум

Тест по графикам

Неравенства, содержащие абсолютные величины

Неравенства с одним неизвестным.

конспект

Основные методы решения неравенств с модулем

практикум

Реферат, проверка решения

Неравенства вида a|f(x)|>g(x); |f(x)|>|g(x)|.

практикум

Метод интервалов при решении неравенств, содержащих знак модуля.

практикум

Тестовый контроль

Итоговое занятие

конференция

рефераты

Раздел IV. Перечень ключевых слов .

Алгоритм, уравнение, неравенство, модуль, график, оси координат, параллельный перенос, центральная и осевая симметрии, метод интервалов, квадратный трехчлен, многочлен, разложение многочлена на множители, формулы сокращенного умножения, симметрические уравнения, возвратные уравнения, свойства абсолютной величины, область определения, область допустимых значений.

Раздел V. Литература для учителя.

1. Башмаков М.И. Уравнения и неравенства. (Текст)/ М.И. Башмаков.-М.: ВЗМШ

при МГУ, 1983.-138с.

2.Виленкин Н.Я и др. Алгебра и математический анализ 11 класс. (Текст)/Н.Я.

Виленкин-М.: Просвещение, 2007.-280с.

3.Гайдуков И.И. Абсолютная величина. (Текст)/ Гайдуков И.И. –М.: Просвещение,1968.-96 с.

4.Гельфанд И. М. и др. Функции и графики.(Текст)/И.М.Гельфанд- М.: МЦНМО,

5.Гольдич В.А. Злотин С.Е.т 3000 задач по алгебре (Текст)/В.А. Гольдич С.Е.-М.:

Эксмо,2009.-350с.

6.Колесникова С.И. Математика. Интенсивный курс подготовки к Единому

Государственному экзамену. (Текст)/ Колесникова С.И.- М.: Айрис-пресс 2004.-299с.

7.Никольская И.Л. Факультативный курс по математике. (Текст)/И.Л. Никольская-

М.: Просвещение,1995.-80с.

8.Олехник С.Н. и др. Уравнения и неравенства. Нестандартные методы решения.

(Текст)/ .Олехник С.Н.-М.: Дрофа,2002.-219с.

Раздел VI. Литература для обучающихся

1. Гольдич В.А. Злотин С.Е.т 3000 задач по алгебре (Текст)/В.А. Гольдич С.Е.-М.:

Эксмо,2009.-350с.

2.Колесникова С.И. Математика. Интенсивный курс подготовки к Единому

Документ

... для выбора того или иного учебного предмета (в рамках учебного плана, раздел: «Элективные курсы» ) в 10 -11 классах ... а также в системе дополнительного образования. Для этих категорий учащихся разработаны и внедрены сетевые учебные курсы по всем...

  • Мероприятие Н 4 51-1 " Совершенствование методик преподавания в средней школе на основе создания предметно-ориентированных модулей не менее чем по 18 предметам на основе реализации информационных технологий развитие научно-образовательного

    Отчет

    ... учащихся . В данном исследовании представлен элективный курс по математике «Начала математического анализа и их приложения» для 10 - 11 профильных классов ... зависимостей и отношений (функций, уравнений , неравенств и т.д.). Обычно сначала определяется...

    • Основное содержание курса

    Абсолютная величина числа. Основные свойства (1ч).

    Определение абсолютной величины числа или модуля. Аналитическая запись определения. Геометрический смысл. Основные свойства. Историческая справка.

    Основная цель – систематизировать и обобщить знания обучающихся по теме “Абсолютная величина”, полученные ими в 6 и 8 классах; рассмотреть геометрический смысл абсолютной величины и основные свойства; дать историческую справку о введении термина “модуль” и “знак модуля”; рассмотреть примеры, решение которых основано на определении модуля.

    Решение уравнений с модулями (3ч).

    Решение линейных, квадратных уравнений с модулями, а также уравнений, содержащих абсолютную величину, с параметрами.

    Основная цель – геометрическая интерпретация выражения и использование ее для решения уравнений вида; рассмотреть решение линейных уравнений, основанных на определении модуля; решение квадратных уравнений, содержащих знак абсолютной величины, а также графическое решение уравнений, содержащих абсолютную величину, с параметрами.

    Решение неравенств с модулями (3ч).

    Решение линейных, квадратных неравенств с модулями, а также неравенств, содержащих абсолютную величину, с параметрами.

    Основная цель – выработать умения решать линейные неравенства с модулем различными способами (используя геометрический смысл, возведение неравенства в квадрат, с помощью двойного неравенства); квадратные неравенства, содержащие знак абсолютной величины, используя схематический набросок графика квадратной функции, а также метод интервалов; дать представление о решении неравенств, содержащих абсолютную величину, с параметрами.

    Метод интервалов (2ч).

    Решение уравнений и неравенств, содержащих абсолютную величину, методом интервалов.

    Основная цель – научить школьников решать уравнения и неравенства, содержащие абсолютную величину, методом интервалов; сформулировать теорему, на которой основано отыскание интервалов знакопостоянства; нахождение нулей модуля.

    Неравенства вида, решаемые посредством равносильных переходов (2ч).

    Решение неравенства вида посредством равносильных переходов к совокупности неравенств, а неравенства - к системе неравенств.

    Основная цель – закрепить понятие равносильности, известное учащимся из 8 класса; сформулировать (а в “сильном” классе доказать) свойство равносильного перехода от неравенства к совокупности и от неравенства к системе.

    Применение свойств абсолютной величины при решении уравнений и неравенств (1ч).

    Решение уравнений и неравенств (линейных, квадратных, степени выше второй), а также систем уравнений и неравенств с помощью свойств абсолютной величины.

    Основная цель – повторить при необходимости основные свойства модуля; научить обучающихся решать уравнения и неравенства (линейные, квадратные, степени выше второй), а также систем уравнений и неравенств с помощью свойств абсолютной величины; показать графические приемы при записи ответа; расширить класс уравнений с модулем (рассмотреть уравнение с двумя переменными).

    Решение уравнений и неравенств с модулем на координатной прямой (1ч).

    Решение линейных уравнений и неравенств с модулем на координатной прямой.

    Основная цель – повторить формулу расстояния между двумя точками А(х 1 ) и В(х 2 ) координатной прямой; научить обучающихся решению уравнений и неравенств с модулем на координатной прямой.

    Модуль и преобразование корней (1ч).

    Применение понятия модуля при оперировании арифметическими корнями. Преобразование иррациональных выражений, при решении которых используется модуль.

    Основная цель – выработать умение выполнять преобразования выражений, содержащих квадратный корень, при которых используется модуль.

    Модуль и иррациональные уравнения (2ч).

    Решение иррациональных уравнений с использованием метода выделения полного квадрата или введения новой переменной.

    Основная цель – повторить известное обучающимся из 8 класса определение иррациональных уравнений; показать на примерах решение иррациональных уравнений, связанных с необходимостью использования модуля.

    Учебно-тематический план

    № п/п Тема Количество часов Форма проведения занятий Форма контроля Наименование образовательного продукта
    1 Абсолютная величина числа. Основные свойства. 1 лекция - -
    2 Решение уравнений с модулями:

    Линейных;

    Квадратных;

    С параметрами.

    		 1 практикум

    практикум

    изучение нового материала

    		 решение контрольных заданий

    решение контрольных заданий

    проверка рабочих тетрадей

    		 -
    5 Решение неравенств с модулями:

    Линейных;

    Квадратных;

    С параметрами.

    		 1 практикум

    изучение нового материала

    		 проверка домашнего задания

    ответы на вопросы

    проверка рабочих тетрадей

    		 -
    8 Метод интервалов. 1 комбинированный урок

    урок-соревнование

    		 ответы на вопросы

    урок взаимопроверки

    		 -
    10 Решение неравенств вида, решаемые посредством равносильных переходов. 1 изучение нового материала

    закрепление изученного материала

    		 проверка конспектов

    математический диктант

    		 -
    12 Применение свойств абсолютной величины при решении уравнений и неравенств. 1 устный опрос -
    13 Решение уравнений и неравенств с модулем на координатной прямой. 1 обобщение и систематизация знаний самостоятельная работа -
    14 Модуль и преобразование корней. 1 практикум работа в группах -
    15 Модуль и иррациональные уравнения. 1 проверка и коррекция ЗУН

    консультация

    		 домашняя контрольная работа

    ответы на вопросы

    		 -
    17 Зачет. 1 контрольная или тестовая работа - составление опорного конспекта

    Список литературы для учителя

    • Голубев В.И. Абсолютная величина числа в конкурсных экзаменах по математике (по материалам ведущих ВУЗов страны).- Львов: Квантор, 1991.
    • Голубев В. Эффективные методы решения задач по теме “Абсолютная величина”.- М.: Чистые пруды, 2006.
    • Данкова И.Н., Бондаренко Т.Е., Емелина Л.Л., Плетнева О.К. Предпрофильная подготовка учащихся 9 классов по математике.- М.: 5 за знания, 2006.
    • Рурукин А.Н. Пособие для интенсивной подготовки к экзамену по математике “Выпускной, вступительный, ЕГЭ на 5+”.- М.: ВАКО, 2006.
    • Смыкалова Е.В. Математика (модули, параметры, многочлены), предпрофильная подготовка, 8-9 кл.- Санкт-Петербург: СМИО-Пресс, 2006.

    Список литературы для обучающихся

    • Гусев В.А., Мордкович А.Г. Математика. Справочные материалы.- М.: Просвещение, 1988.
    • Дорофеев Г.В., Потапов М.К., Розов Н.Х. Пособие по Математике для поступающих в ВУЗы.- М.: Наука, 1973.
    • Зорин В.В. Пособие по математике для поступающих в ВУЗы.- М.: Высшая школа,1974.
    • Ивлев Б.М., Абрамов А.М., Дудницын Ю.П., Шварцбурд С.И. Задачи повышенной сложности по алгебре и началам анализа.- М.: Просвещение, 1990.
    • Калнин Р.А. Алгебра и элементарные функции, издательство “Наука”, главная редакция физико-математической литературы.- М.: Наука, 1975.
    • Круликовский Н.Н. Математические задачи для абтуриентов.- Томск: изд. Томского Университета, 1973.
    • Нестеренко Ю.В., Олехник С.Н., Потапов М.К. Задачи вступительных экзаменов по математике.- М.: Наука, 1986.
    • Шарыгин И.Ф. Математика для школьников старших классов, Москва, “Дрофа”, 1995.

    Методические материалы

    Занятие №1: Определение абсолютной величины числа (модуля числа), его геометрический смысл и основные свойства.

    Абсолютной величиной (или модулем) действительного числа а называется само это число, если оно неотрицательное, и это число, взятое с противоположным знаком, если оно отрицательное.

    Модуль числа а обозначается так:. Устанавливая связь между модулем числа и самим числом, получим аналитическую запись определения:

    =

    Модулем числа называется также расстояние от начала отсчета до точки, изображающей это число на координатной прямой. В этом состоит геометрический смысл модуля. Т.о. используются термины “модуль”, “абсолютная величина” или “абсолютное значение” числа. В соответствии с приведенным определением = 5, = 3, =0. Модуль числа может быть определен и как наибольшее из чисел а и – а.

    Историческая справка: термин “модуль” (от лат.modulus – мера) ввел английский математик Р. Котес (1682-1716), а знак модуля немецкий математик К.Вейерштрасс (1815-1897), в 1841 г.

    Основные свойства модуля:

    Рассмотрим примеры, решение которых основано на определении модуля.

    № 1. Решить уравнение =4.

    По определению модуля; х =4 или х =-4.

    № 2. Решить уравнение: =3.

    Уравнение равносильно совокупности двух уравнений:

    Откуда: х 1 =2 и х 2 =-1.

    № 3. Решить уравнение: =-2.

    По свойству 1: модуль любого действительного числа есть число неотрицательное, делаем вывод, что решения нет.

    № 4. Решить уравнение: =х –5.

    По этому же свойству 1: х –50, х 5.

    № 5. Решить уравнение: +х =0.

    =- х , х 0.

    № 6. Решить уравнение: =х +2.

    В отличие от предыдущего примера в правой части данного уравнения содержится выражение с переменной. Поэтому уравнение имеет решение при условии, что х +20,т.е. х-2. Тогда имеем:

    2х+1= х +2 или

    2х+1 = - х – 2.

    Т.о. при х -2, имеем:

    Решить уравнения:

    Занятие №2 . Решение линейных уравнений с модулями.

    При решении линейных уравнений используется или геометрический смысл модуля числа или раскрытие знака модуля. Рассмотрим на примере: решить уравнение

    а) Используем геометрический смысл модуля числа. Запишем уравнение в виде: +=7. Тогда d=х–5 - расстояние от точки х до точки 5 на числовой прямой, f =х–(-2) - расстояние от точки х до точки (-2) .По условию задачи сумма этих расстояний d+f=7 . Нанесем точки 5 и -2 на числовую прямую. Легко проверить, что для любого числа из отрезка [-2;5] сумма расстояний d+f равна длине отрезка АВ, т.е. 7. Так же легко установить, что для точек х или х>5 сумма расстояний d+f>7 . Поэтому решением уравнения является интервал.

    б) Раскроем знак модуля. Для этого нанесем точки -2 и 5 на числовую прямую. Эти точки разбивают ее на три интервала. Рассмотрим знаки модулей в каждом из промежутков.

    В интервале 1 (х получаем: -(х–5)–(х+2)=7 или –х+5–х–2=7 или –2х+3=7 , откуда получаем: х=-2 . Но эта точка в рассматриваемый промежуток не входит. Поэтому х=-2 не является решением.

    В интервале 2: х получаем: -(х–5)+(х+2)=7 или 7=7. Так как получилось верное равенство, то любая точка из этого промежутка является решением данного уравнения.

    В интервале 3 (х>5) получаем: (х-5)+(х+2)=7 или 2х-3=7 , откуда х=5 . Точка х=5 в рассматриваемый промежуток не входит и не является решением уравнения.

    Итак, решение данного уравнения: -2х5.

    Решить уравнения:

    Занятие №3. Решение квадратных уравнений с модулем.

    Рассмотрим решение квадратных уравнений с модулями на примерах:

    №1. Решить уравнение

    Введем замену =у , тогда при у 0 уравнение принимает вид:

    y 2 –6у+8=0, откуда у 1 = 2 и у 2 = 4. а х= 2 или -2; 4 или -4.

    №2. Решить уравнение:

    Уравнение равносильно системе: Откуда х =1.

    №3. Решить уравнение:

    2х – 1.

    Уравнение имеет решение при условии, что 2х –10, а равенство возможно при условии: значения выражений х 2 +х –1 и 2х –1 одинаковы либо противоположны. Т.о. имеем: х0,5. Составим уравнения: х 2 +х –1=2х –1 или х 2 +х –1=-(2х –1); решая которые, получим

    №4. Найти корни уравнения: .

    Представим данное уравнение в виде: = х 2 – 1, откуда:

    х – 1 = х 2 – 1,

    или х – 1 = - (х 2 – 1).

    х 2 – 1 при х - 1 и х 1 .Решая уравнения, получим из первого: х=0 и х=1 , из второго: х=-2 и х=1.

    Ответ: х=1; х=-2.

    №5. Найти целые корни уравнения: = .

    Используя определение модуля, прходим к выводу, что равенство возможно, если значения выражений х–х 2 –1 и 2х+3–х 2 равны или противоположны, т.е. данное уравнение равносильно совокупности двух уравнений:

    Решая совокупность, получим корни данного уравнения: х=-4;-0,5;2. Целые среди них: -4 и 2.

    №6. Решить уравнение: =2х 2 –3х+1.

    Обозначим выражение 3х-1-2х 2 буквой а . Тогда данное уравнение примет вид: =-а . Исходя из аналитической записи определения модуля, можно сделать вывод, что данное уравнение равносильно неравенству: 3х–1-2х 2 0 , решая которое, получим ответ: х0,5 и х1.

    Упражнения для самостоятельной работы.

    Решить уравнение:

    №1.=х 2 + х–20.

    №2. + 3х -5=0,

    №3. =(х–1)(х+1),

    №4. х 2 –6+5=0,

    №5. х 2 +8=9,

    №6.=х 2 –6х+6,

    №7. х =-8.

    Занятие №4. Решение уравнений, содержащих абсолютную величину, с параметрами.

    Рассмотрим пример: решить уравнение с параметром

    Построим графики функций у=3–х и у=. График у=3–х фиксирован и от параметра не зависит. График у= получается из графика фукции у=, зависит от параметра а . Поэтому рассмотрим 3 случая:

    Этот случай, как видно из рисунка, будет при а. Графики этих функций пересекаются в единственной точке В. Рассмотрим треугольник АВС, в котором угол А равен углу В и равен 45 0 , проведем в этом треугольнике высоту ВД. Т.к. треугольник АВС – равнобедренный, то ВД также и медиана этого треугольника. Поэтому абсцисса точки Д х =(а + 3)/2.

    Этот случай имеет место при а =3. Тогда графики функций совпадают по отрезку АВ и абсцисса любой точки этого луча является решением данного уравнения, т.е. х

    В этом случае а >3. Видно, что графики функций не пересекаются, т.е. не имеют общих точек. Поэтому уравнение решения не имеет.

    Упражнения для самостоятельной работы:

    Решите уравнения:

    №3. (а–2)=а–2,

    №4. а 2 х 2 +а=0.

    Занятие №5. Решение линейных неравенств с модулями.

    Неравенства, содержащие переменную под знаком модуля, решают различными способами; рассмотрим достаточно простой пример:

    №1.Решить неравенство:

    Первый способ: Имеем: >4,

    Геометрически выражение означает расстояние на координатной прямой между точками х и 2,5. Значит, нам нужно найти все такие точки х , которые удалены от точки 2,5 более чем на 2, - это точки из промежутков х и х>4,5.

    Второй способ: Поскольку обе части заданного неравенства неотрицательны, то возведем обе части этого неравенства в квадрат: 2 >4 2 .

    (2х–5) 2 >4 2 ,

    (2х–5) 2 –16>0,

    (2х–5–4)(2х–5+4)>0,

    2(х–4,5) 2(х–0,5)>0,

    (х–4,5)(х–0,5)>0.

    Применив метод интервалов, получим: х,5 и х>4,5 .

    Третий способ: Выражение 2х–5 может быть неотрицательным или отрицательным. Т.е. имеем совокупность двух систем:

    Откуда: х и х>4,5 .

    Рассмотрим еще несколько примеров.

    Пример №2.Решить неравенство:

    Данное неравенство равносильно совокупности двух систем:

    Из первой системы получаем 2х, из второй -1-1

    Пример №3. Решить неравенство: 3х+3 .

    Данное неравенство равносильно двойному неравенству -х-33х–3х+3 или системе

    Имеем: 0х3.

    Упражнения для самостоятельной работы:

    Решить неравенства:

    №3. ->-2.

    Занятие № 6. Решение квадратных неравенств с модулями.

    Рассмотрим пример №1. Решите неравенство: +х–2 .

    Данное неравенство можно решить методом интервалов. Рассмотрим иное решение, основанное на следующем утверждении: при любом значении а неравенство равносильно системе неравенств: , а неравенство равносильно совокупности неравенств .

    Поэтому наше неравенство равносильно системе неравенств: решая которые, получим:

    Запишем ответ: (1-;2-).

    Пример №2. Найти целые решения неравенства: 2х–х 2 . Задача сводится к решению совокупности двух систем неравенств:

    Решим первую систему: из первого неравенства имеем: х1; х2 .

    из второго: 2х 2 –5х+20 , или 0,5х2 .

    Отметив найденные решения первого и второго неравенств первой системы на координатной прямой, находим пересечение решений.

    Т.о. 0,5х1 и х=2 . Это решение первой системы.

    Решим вторую систему: из первого неравенства имеем: 1-(х 2 -3х+2)2х–х 2 , или – х 2 +3х–2–2х+ х 2 0 , или х2 .

    Отметив найденные решения первого и второго неравенств второй системы на координатной прямой, получим: 1

    Объединив найденные решения систем неравенств 0,5x1; х=2; 1 0,5x2 и т.о. целыми решениями будут х=1 и х=2 .

    Упражнения для самостоятельной работы:

    Решите неравенства:

    №4. х 2 -3+2>0,

    №6. х 2 -6х+7-

    №7. 3+х 2 –7>0,

    №8. >.

    Занятие № 7 . Решение неравенств, содержащих абсолютную величину, с параметрами.

    Пример. При каких значениях а верно неравенство: ах 2 +4+а+3 ?

    При х0 имеем ах 2 +4х+а+3 . Старший коэффициент а должен быть отрицательным, дискриминант – меньше нуля.

    а 16–4а(а+3) 0; аи а>1 ;

    абсцисса вершины параболы х 0 =-в/2а=- 4/2а=-2/а 0 , откуда а.

    При х имеем ах 2 –4х+а+3 . Рассуждая аналогично, получим: а.

    Ответ: при а данное неравенство выполняется при всех действительных значениях х.

    Упражнения для самостоятельной работы:

    Решите неравенства с параметрами:

    №3. Существуют ли такие значения а, при которых неравенство ах 2 >2+5 не имеет решений?

    Занятия №8 - 9 . Метод интервалов решения уравнений и неравенств, содержащих модуль.

    Рассмотрим метод интервалов на примере решения уравнения

    -+3-2=х+2 .

    Чтобы решить данное неравенство, необходимо раскрыть модули. Для этого выделим интервалы, на каждом из которых выражения, стоящие под знаком модуля, принимают только положительные или отрицательные значения. Отыскание таких интервалов основано на теореме: если на интервале (а; в) функция f непрерывна и не обращается в нуль, то она на этом интервале сохраняет постоянный знак.

    Чтобы выделить интервалы знакопостоянства, найдем точки, в которых выражения, записанные под модулем, обращаются в нуль:

    х+1=0, х=-1; х=0; х–1=0, х=1; х–2=0, х=2.

    Полученные точки разобьют прямую на искомые интервалы. Определим знаки выражений

    х+1, х, х–1, х–2 на этих интервалах:

    Учитывая знаки, раскроем модули. В результате получим совокупность систем, равносильную данному уравнению:

    Последняя совокупность приводится к виду:

    Решение совокупности систем и данного уравнения: -2; х 2.

    Использованный прием называется методом интервалов . Он применяется и при решении неравенств.

    Решить неравенство: +х–2

    1) Найдем нули выражения: х 2 -3х .

    х 1 =0, х 2 =3.

    2) Разобьем координатную прямую на интервалы и установим знак выражения х 2 -3х на каждом интервале:

    3) Раскроем модуль:

    Решение первой системы: , решение второй. Решение данного неравенства: .

    Упражнения для самостоятельной работы:

    №3

    Занятие №10 - 11 . Решение неравенств вида , посредством равносильных переходов.

    Рассмотрим неравенства вида и. Примем без доказательства следующую теорему: при любом значении а неравенство равносильно системе неравенств а неравенство равносильно совокупности неравенств

    Рассмотрим пример: решить неравенство:>х+2 .

    Пользуясь сформулированной теоремой, перейдем к совокупности неравенств:

    Система и неравенство 0х>2 не имеют решений. Следовательно, решением совокупности (и данного неравенства) является х .

    Упражнения для самостоятельной работы:

    Занятие № 12. Применение свойств абсолютной величины при решении уравнений и неравенств.

    При решении некоторых заданий находят применение свойства модуля. (При необходимости повторить их, см. занятие № 1).

    Пояснительная записка

    Математика – это язык, на котором говорят не только наука и техника, математика – это язык человеческой цивилизации. Она практически проникла во все сферы человеческой жизни. Современное производство, компьютеризация общества, внедрение современных информационных технологий требует математической грамотности.

    Математическое образование вносит свой вклад в формирование общей культуры человека. Изучение математики способствует эстетическому воспитанию человека, пониманию красоты и изящества математических рассуждений.

    Элективный курс «Уравнения и неравенства содержащие знак абсолютной величины» создан для реализации в 9 классах.

    Курс призван расширить знания и умения учащихся по вопросам, касающимся понятия абсолютной величины числа, построения графиков функций и графического решения уравнений и неравенств, которые содержат знак абсолютной величины.

    Понятие абсолютной величины (модуля) является одной из важнейших характеристик числа как в области действительных, так и в области комплексных чисел. Это понятие широко применяется не только в различных разделах школьного курса математики, но и в курсах высшей математики, физики и технических наук, изучаемых в вузах. Например, в теории приближенных вычислений используются понятия абсолютной и относительной погрешностей приближенного числа. В механике и геометрии изучаются понятия вектора и его длины (модуля вектора). В математическом анализе понятие абсолютной величины числа содержится в определениях таких основных понятий, как предел, ограниченная функция и др. Задачи, связанные с абсолютными величинами, часто встречаются на математических олимпиадах, вступительных экзаменах в вузы и на ЕГЭ.

    Учителю курс поможет наиболее качественно подготовить учащихся к математическим олимпиадам, сдаче ОГЭ, ЕГЭ и экзаменов при поступлении в вузы.

    Программа элективного курса предполагает знакомство с теорией и практикой рассматриваемых вопросов и рассчитана на 34 часа: 7,5 часов лекций и 26,5 часов практических занятий.

    Содержание курса состоит из восьми разделов, включая введение и итоговое занятие. Учитель, в зависимости от уровня подготовки учащихся, уровня сложности изучаемого материала и восприятия его школьниками, может взять для изучения не все темы, увеличив при этом количество часов на изучение других. Учитель также может изменить уровень сложности представленного материала.

    Программа содержит темы творческих работ и список литературы по предложенным темам.

    В процессе изучения данного курса предполагается использование различных методов активизации познавательной деятельности школьников, а также различных форм организации их самостоятельной работы.

    Результатом освоения программы курса является представление школьниками творческих индивидуальных и групповых работ на итоговом занятии.

    Цели курса:

    • формирование у учащихся устойчивого интереса к математике;
    • овладение конкретными математическими знаниями, необходимыми для применения в практической деятельности;
    • подготовка к сознательному усвоению систематического курса алгебра и геометрия;
    • обобщение и систематизация, расширение и углубление знаний по теме «Абсолютная величина»; обретение практических навыков выполнения заданий с модулем; повышение уровня математической подготовки школьников.

    Задачи курса:

    • сформировать у учащихся умения строить графики функций, содержащих знак абсолютной величины, методом геометрических преобразований, решать уравнения и неравенства с модулями;
    • сформировать навыки применения данных знаний при решении разнообразных задач различной сложности;
    • подготовить учащихся к ЕГЭ;
    • сформировать навыки самостоятельной работы, работы в малых группах;
    • сформировать навыки работы со справочной литературой, с компьютером;
    • сформировать умения и навыки исследовательской работы;
    • способствовать развитию алгоритмического мышления учащихся;
    • способствовать формированию познавательного интереса к математике.

    (1 ч. в неделю, всего 34 ч)

    1. Введение (1 ч.)

    Цели и задачи элективного курса. Вопросы, рассматриваемые в курсе и его структура. Знакомство с литературой, темами творческих работ. Требования, предъявляемые к участникам курса. Аукцион «Что я знаю об абсолютной величине?».

    2. Абсолютная величина действительного числа а (4 ч.)

    Абсолютная величина действительного числа а. Модули противоположных чисел. Геометрическая интерпретация понятия модуля а. Модуль суммы и модуль разности конечного числа действительных чисел. Модуль разности модулей двух чисел. Модуль произведения и модуль частного. Операции над абсолютными величинами. Упрощение выражений, содержащих переменную под знаком модуля. Применение свойств модуля при решении олимпиадных задач.

    3. Графики уравнений (в т.ч. функций), аналитическое выражение которых содержит знак абсолютной величины (5 ч.)

    Применение компьютерной программы «Advanced Grapher» при построении графиков функций, аналитическое выражение которых содержит знак модуля. Правила и алгоритмы построения графиков уравнений, аналитическое выражение которых содержит знак модуля. Графики уравнений

    Графики некоторых простейших функций, заданных явно и неявно, аналитическое выражение которых содержит знак модуля. Графики уравнений (в т.ч. функций), аналитическое выражение которых содержит знак абсолютной величины в олимпиадных заданиях.

    4. Уравнения, содержащие абсолютные величины (11 ч.)

    Основные методы решения уравнений с модулем. Раскрытие модуля по определению, переход от исходного уравнения к равносильной системе, возведение в квадрат обеих частей уравнения, метод интервалов, графический метод, использование свойств абсолютной величины. Уравнения вида

    Метод замены переменных при решении уравнений, содержащих абсолютные величины. Метод интервалов при решении уравнений, содержащих абсолютные величины. Уравнения вида

    Способ последовательного раскрытия модуля при решении уравнений, содержащих «модуль в модуле». Графическое решение уравнений, содержащих абсолютные величины. Использование свойств абсолютной величины при решении уравнений. Уравнения с параметрами, содержащие абсолютные величины. Защита решенных олимпиадных заданий.

    5. Неравенства, содержащие абсолютные величины (7 ч.)

    Неравенства вида

    Неравенства вида

    Метод интервалов при решении неравенств, содержащих знак модуля. Неравенства с параметрами, содержащие абсолютные величины. Неравенства с двумя переменными.

    Системы уравнений и неравенств, содержащие абсолютные величины.

    Другие вопросы, при решении которых используется понятие абсолютной величины.

    6. Итоговое занятие (1 ч.)

    Календарно-тематическое планирование

    Название

    разделов и тем

    Количество часов

    Введение

    Абсолютная величина действительного числа а (4 часа)

    Абсолютная величина действительного числа а. Основные теоремы

    Операции над абсолютными величинами

    Упрощение выражений, содержащих переменную под знаком модуля

    Применение свойств модуля при решении олимпиадных задач

    Графики уравнений, аналитическое выражение которых содержит знак абсолютной величины (5 часов)

    Применение компьютерной программы «Advanced Grapher» при построении графиков функций, аналитическое выражение которых содержит знак модуля

    Правила и алгоритмы построения графиков (в т.ч. функций), аналитическое выражение которых содержит знак модуля

    Графики уравнений

    Графики некоторых простейших функций, заданных явно и неявно, аналитическое выражение которых содержит знак модуля

    Графики уравнений, аналитическое выражение которых содержит знак абсолютной величины в олимпиадных заданиях

    Уравнения, содержащие абсолютные величины (11 часов)

    Основные методы решения уравнений с модулем

    Уравнения вида

    Метод замены переменных при решении уравнений, содержащих абсолютные величины

    Метод интервалов при решении уравнений, содержащих абсолютные величины. Уравнения вида

    Способ последовательного раскрытия модуля при решении уравнений, содержащих «модуль в модуле»

    Графическое решение уравнений, содержащих абсолютные величины

    Использование свойств абсолютной величины при решении уравнений

    Уравнения с параметрами, содержащие абсолютные величины

    Защита решенных олимпиадных заданий

    Неравенства, содержащие абсолютные величины (13 часов)

    Неравенства с одним неизвестным. Основные методы решения неравенств с модулем

    Основные методы решения неравенств с модулем

    Неравенства вида

    Неравенства с двумя переменными

    Системы уравнений и неравенств, содержащие абсолютные величины

    Другие вопросы, при решении которых используется понятие абсолютной величины

    Итоговое занятие

    Перечень учебно – методических материалов

    1. Башмаков М.И. Уравнения и неравенства. – М.: ВЗМШ при МГУ, 1983.

    2. Виленкин Н.Я. и др. Алгебра и математический анализ. 11 кл. – М.: Просвещение, 1993.

    3. Гайдуков И.И. Абсолютная величина. – М.: Просвещение, 1968.

    4. Галицкий М.Л. и др. Сборник задач по алгебре 8 – 9 кл. – М.: Просвещение, 1995.

    5. Говоров В.М. и др. Сборник конкурсных задач по математике.– М.: Просвещение, 1983.

    6. Горнштейн П.И. и др. Задачи с параметрами. – М.: Илекса, Харьков: Гимназия, 2003.

    7. Колесникова С.И. Математика. Интенсивный курс подготовки к Единому Государственному

    Экзамену. М.: Айрис-пресс, 2004.

    8. Мерзляк А.Г. и др. Алгебраический тренажер. – М.: Илекса, 2001.

    9. Мордкович А.Г. Алгебра. 8 кл. – М.: Мнемозина, 2000.

    10. Нешков К.И. и др. Множества. Отношения. Числа. Величины. – М.: Просвещение, 1978.

    11. Никольская И.Л. Факультативный курс по математике. – М.: Просвещение, 1995.

    12. Олехник С.Н. и др. Уравнения и неравенства. Нестандартные методы решения. 10 – 11 кл. –

    М.: Дрофа, 1995.

    13. Шарыгин И.Ф. Факультативный курс по математике 10 – 11 кл. – М.: Просвещение, 1989.

    14. Электронный учебник «Алгебра 7 – 11».

    15. Ястребинецкий Г.А. Задачи с параметрами. – М.: Просвещение, 1986.

    Темы творческих работ

    1. Применение модуля в механике и векторной алгебре.
    2. Модуль в определении предела.
    3. Погрешности.
    4. Проект памятки правил и алгоритмов построения графиков уравнений (в т.ч. функций), аналитическое выражение которых содержит знак модуля.
    5. Изготовление игры «Математическое лото» по теме «Графики уравнений, аналитическое выражение которых содержит знак модуля».
    6. Проект опорных сигналов по способам решения уравнений и неравенств с модулем.
    7. Простейшие функции, заданные явно и неявно, аналитическое выражение которых содержит знак модуля, и их графики.

    Задания на построение графиков функции «модуль» и задачи с параметрами традиционно - это одна из самых трудных тем математики, поэтому она всегда включена в задания повышенного и высокого уровня ГИА и ЕГЭ.

    Понятие «модуль» изучается в школе с 6 класса, причем на уровне,только определения и вычисления, несмотря на то, что он широко применяется во многих разделах школьного курса математики, например, в изучении абсолютной и относительной погрешностей приближенного числа; в геометрии и физике будут изучаться понятия вектора и его длины (модуля вектора). Понятия модуля применяется в курсах высшей математики, физики и технических наук, изучаемых в высших учебных заведениях.

    Перед выпускниками стоит проблема – удачно сдать ГИА в 9классе, а в дальнейшем и ЕГЭ.

    В этом году на уроках математики мы познакомились с понятием линейной функции и научились строить ее график. Было показано, что этот ее график берется за основу построения функции «модуль». Кроме того, учитель сказала, что уравнения бывают с одним и несколькими модулям. Я решила глубже изучить эту тему, тем более, что она мне пригодится при сдаче экзаменов.

    Тема «Графический метод решения уравнений, содержащих абсолютную величину»

    Цель работы : исследование возможности рационального построения графиков с модулями для решения уравнений, содержащих модуль и параметр

      Изучить теорию по решению методов уравнений с модулем.

      Научиться решать уравнения 1 й степени, содержащие знак абсолютной величины.

      Классифицировать графические методы решения уравнений.

      Проанализировать достоинства и недостатки различных методов построения графиков функции «модуль».

      Узнать, что такое параметр

      Применить рациональные методы для решения уравнений с параметром

    Объект – методы решения уравнений с модулем

    Предмет графический метод решения уравнений

    Методы исследования: теоретические и практические:

    теоретические - это изучение литературы по теме исследования; интернет – информации;

    практические- это анализ информации, полученной при изучении литературы, результатов, полученных при решении уравнений с модулем различными способами;

    сравнение способов решения уравнений предмет рациональности их использования при решении различных уравнений с модулем.

    Понятия и определения

    1.1.Понятие «модуль» широко применяется во многих разделах школьного курса математики, например, в изучении абсолютной и относительной погрешностей приближенного числа; в геометрии и физике изучаются понятия вектора и его длины (модуля вектора). Понятия модуля применяется в курсах высшей математики, физики и технических наук, изучаемых в высших учебных заведениях.

    Слово «модуль» произошло от латинского слова «modulus », что в переводе означает «мера». Это слово имеет множество значений и применяется не только в математике, физике и технике, но и в архитектуре, программировании и других точных науках.Считают, что термин предложил использовать Котс, ученик Ньютона. Знак модуля был введен в XIX веке Вейерштрассом.

    В архитектуре модуль– исходная единица измерения, устанавливаемая для данного архитектурного сооружения.В технике – это термин, применяемый в различных областях техники, служащий для обозначения различных коэффициентов и величин, например, модуль упругости, модуль зацепления.В математике модуль имеет несколько значений, но я буду рассматривать его как абсолютную величину числа.

    Определение: Модулем (абсолютной величиной) действительного числа а называется само это число, если а ≥0, или противоположное число – а , если а модуль нуля равен нулю.

    Модуль-это расстояние на координатной прямой от нуля до точки.

    1.2. Уравнение с модулем – это уравнение, содержащее переменную под знаком абсолютной величины (под знаком модуля). Решить уравнение-это значит найти все его корни, или доказать, что корней нет. Методы решения уравнений с модулем:

    1.По определению модуля - «снятие модуля». Решение происходит на основе определения.

    2.Аналитический метод- решение уравнений с использованием преобразований выражений, входящих в уравнение и свойств модуля.

    3.Метод интервалов: раскрытие модуля на интервалах и полуинтервалах, образованными «нулями» модулей.

    4.Графический метод. Суть этого способа заключается в том, чтобы построить графики данных функций, представляющих левую и правую часть уравнения. В случае, если графики пересекутся, то абсциссы точек пересечений данных графиков будут являться корнями данного уравнения.

    1.3.Методы построения графиков функции с модулем

    1.3.1. По определению. Строятся две прямые у=кх+в, где х>0, у=-кх+в, где х

    1.3.2 Метод симметрии. Строится график у=кх+в, при х>0.Часть прямой при х

    1.3.3.Преобразование функций:

    а) у=|x |+n график сдвигается вверх по оси ординат на в единиц

    б) у=|x |-n график сдвигается вниз по оси ординат

    с) у=|x +n | график сдвигается влево по оси абцисс

    d)у=|x -n | график сдвигается вправо по оси абцисс

    1.3.4. Метод интервалов. Координатная прямая разбивается на интервалы и полуинтервалы нулями модулей. Далее, используя определение модуля, для каждой из найденных областей получим уравнение, которое необходимо решить на данном промежутке и получить функцию.

    1.3.5. Метод расширения областей нулей. В том случае, когда модулей несколько, удобнее не раскрывать модули, а использовать следующее утверждение: алгебраическая сумма модулей n линейных выражений представляет собой кусочно-линейную функцию, график которой состоит из n +1 прямолинейных отрезков.

    Тогда график может быть построен по n +2 точкам, n из которых представляют собой корни внутримодульных выражений, ещё одна - произвольная точка с абсциссой, меньшей меньшего из этих корней и последняя - с абсциссой, большей большего из корней.

    1.4. Имеем уравнение ax+b=c. В этом уравнении х – неизвестное, a,b,c – коэффициенты, которые могут принимать различные числовые значения. Заданные таким образом коэффициенты называются параметрами. Одно уравнение с параметрами задает множество уравнений (для всех возможных значений параметров).

    это все уравнения, которые задает уравнение с параметрами ax+b=c.

    Решить уравнение с параметрами – это значит:

      Указать, при каких значениях параметров уравнение имеет корни и сколько их при разных значениях параметров.

      Найти все выражения для корней и указать для каждого из них те значения параметров, при которых это выражение определяет корень уравнения.

    1.5.Выводы:

    Таким образом, существуют разные методы построения графиков с модулем, которые необходимо исследовать на возможность их рационального применения.

    Анализ методов построения графиков функций, содержащих модуль, и применение

    3.Метод интервалов

    4.Аналитический

    3.Вложенные модули

    |||xn|m||= а

    1.По определению модуля

    2.Графический

    Вывод: таким образом, классификация уравнений дает нам общие методы решения всех типов уравнений - это по определению модуля и графический метод.

    2.2.Анализ построения графиков .

    2.2.1. Тип 1. Построение у=|x |

    2.2.1.1.По определению .

    1.Строим прямую у=х

    2.Выделяем часть прямой при х0

    3.Строим прямую у=-х

    4.Выделяем часть прямой при х

    2.2.1.2. Метод симметрии

    1.Строим прямую у=х

    2.Строим симметрию относительно оси абцисс при х

    5.Выделяем части прямых на интервалах

    2.2.2.2.Метод расширения областей нулей

    1.Нули: 3 и 1; расширенная область: 2,4,0

    2.Вычисляем значения в: 3,1,2,4,0 это: -2, -2, -2, 0, 0

    3.Расставляем точки с их координатами и соединяем

    Вывод: Метод расширения области нулей рациональнее

    2.2.3. Тип 3. Вложенные модули-«матрешка»

    Исследуем построение у=||х|-1|

    2.2.3.1. По определению модуля

    По определению главного модуля имеем:

    1) х>0 у=|х|-1

    2. «Снимаем» следующий модуль:

    Модуль: у=х-1, х>0 и у=-х+1 х

    у=-х+1 х>0 у=х-1 х

    3. Строим графики

    2.2.3.2.Метод симметрии

    1. у=|х|-1

    у=х-1,симметрия

    2. Симметрия относительно оси абцисс части графика, где х-1

    Вывод: метод симметрии рациональнее.

    2.2.4. Сведем анализ результатов в таблицу:

    Знания и умения

    Недостатки

    По определению

      Определение модуля

      Знать: как определяются координаты точек прямых

      Уметь выделять часть прямой по неравенству

    Громоздкие решения

    Применение большого объема знаний

    При «снятии» модуля можно допустить ошибки

    Метод симметрии

      Знать и уметь применять преобразование функции

      Строить симметрию относительно оси абцисс

    Метод интервалов

      Находить нули модуля

      Определять интервалы и полуинтервалы

      Раскрывать модули

      Вычислять модули

      Приводить подобные слагаемые

      Строить прямые

    Громоздкие решения

    Много вычислений и преобразований при снятии нулей

    Занимает много времени

    Правильность определения интервалов и полуинтервалов

    Метод расширения области нулей

      Находить нули модуля

      Уметь расширять область нулей

      Уметь вычислять модули в этих точках

      Уметь строить точки по их координатам

    Допуск ошибок в вычислениях

    Метод преобразований функций

      Знать алгоритм преобразования

      Уметь строить точки по их координатам

      Уметь вычислять координаты точек

      Уметь применять алгоритм преобразования

    Знание алгоритмов преобразования графиков

    Вывод: анализируя таблицу, делаем вывод, что метод симметрии и расширения области нулей самые рациональные, т.к. содержат меньше всего действий для построения, а значит экономят времени.

    2.3.Применение рациональных методов построения графиков к решению уравнений с модулем и параметром

    2.3.1. Решить уравнение:

    Строим у=

    и у=0,5-х

    2.Расширенная область:-1,2

    3.(0;-1), (1;1), (-1;-1) (2;1)

    4.Проводим отрезки и лучи

    2.3.2. ЕГЭ 2009г. Найдите все значения а, при каждом из которых уравнение

    , имеет ровно 1 корень.а =7. в ходе проделанной работы нам удалось изучить и проанализировать разные методы построения графиков. В результате анализа и сравнения методов построения графиков получили следующие выводы:

    Перевод алгебраической задачи на язык г рафиков позволяет избежать громоздких решений;

    При решении уравнений, содержащих модуль и параметр, графический способ является более наглядным и сравнительно более простым;

    При построении графиков, содержащих 2 модуля и «матрешку» практичнее метод симметрии;

    Хотя графический способ решения уравнений является приближенным, т.к. точность зависит от выбранного единичного отрезка, толщины карандаша, углов под которыми пересекаются линии и т.д., но этот метод позволяет оценивать кол-во корней уравнений для решения уравнений с параметром.

    Учитывая, что одни из самых популярных заданий на ЕГЭ и ГИА уравнения с модулем, то, что главным моим результатом является то, что я могу решать уравнения с модулем и параметром графическим способом.

    Список литературы

    1.Данкова И. «Предпрофильная подготовка по математике», Москва, 2006г.

    2. Внеклассная работа по математике. Альхова З.Н., Макеева А.В., г. Саратов: Лицей, 2003.

    3.Математика. Учебное пособие под редакцией Муравья Л.Я., г. Москва Бридж, 1994.

    4. Математика. 8-9 классы: сборник элективных курсов. Выпуск-2.Автор-составитель: М.Е. Козина., г. Волгоград: Учитель,2007

    5. Ястребинецкий Г.А. Задачи с параметрами. М,2006г.

    В настоящее время на выпускных экзаменах за курс средней школы и на вступительных экзаменах в различные учебные заведения предлагаются уравнения с модулем и параметрами, решения которых часто вызывает у учащихся затруднения. Рассмотрим решение различных видов уравнений, объединяющим признаком для которых будет только наличием знака абсолютной величины.

    Скачать:


    Предварительный просмотр:

    Решение уравнений, содержащих знак модуля (абсолютной величины)

    В настоящее время на выпускных экзаменах за курс средней школы и на вступительных экзаменах в различные учебные заведения предлагаются уравнения с модулем и параметрами, решения которых часто вызывает у учащихся затруднения. Рассмотрим решение различных видов уравнений, объединяющим признаком для которых будет только наличием знака абсолютной величины.

    По определению модулем (абсолютной величиной) действительного числа а (обозначается |а|) называется само это число, если а≥0 , и противоположное число -а , если а

    , при а≥0 и , при а

    Геометрически |а| означает расстояние на координатной прямой от точки, изображающей число а , до начала отсчета. Модуль нуля равен нулю, а если а≠0 , то на координатной прямой существуют две точки а и –а , равноудаленные от нуля, модули которых равны |а|=|-а|.

    Прежде чем приступать к изучению методов решения уравнений, содержащих знак абсолютной величины, нужно добиться четкого понимания действия этого знака на числа. По существу, определение модуля вводит новую унарную операцию на множестве действительных чисел, т.е. операцию, производимую с одним числом, в отличие от более привычных бинарных операций сложения, вычитания, умножения и деления. Проверить правильность понимание знака модуля можно на упражнениях следующих видов.

    1. Чему равна разность ?

    2. Чему равна сумма ?

    3. Чему равна дробь ?

    4. Верно ли утверждение: если , то a=b?

    5. Верно ли утверждение: если a=b , то ?

    6. При каких значениях х верно равенство:

    а). х = |х|; б). –х = |-х|; в). –х = |х|?

    7. Имеет ли корни уравнение и если имеет, то сколько:

    а). |х|=0 ; б). |х|=1; в). |х|=-3; г ). |-х|=2; д). |х|=1,2?

    8. Запишите выражение без знака абсолютной величины:

    а). |х+2|; б ). |х+2|+х; в). -2|х+2|-х; г). |2-х|;

    д). -2|2-х|+2-х; е). |х-|х||; ж). |х+2|х||+2х.

    Задача 3.1 , Может ли быть верным равенство

    И если да, то когда ?

    Часто встречается такой ответ: «Данное равенство верно в том случае, когда числа а и b имеют разные знаки». Ответ не является полным, поскольку в нем ничего не говорится о том случае, когда одно из этих чисел обращается в ноль. Здесь допущена распространенная ошибка, которая заключается в неполноте проведенной классификации. В данном случае следует учитывать, что, кроме положительных и отрицательных чисел, существует еще и ноль. Правильный ответ : при .

    Рассмотрим некоторые частные случаи уравнений с модулем.

    1. Решение уравнения .

    По определению абсолютной величины, данное уравнение распадается на совокупность двух смешанных систем:

    F(x)=a f(-x)=a

    Так как функция четная, то ее корни будут существовать парами противоположных чисел, т.е. если α – корень уравнения, то и –α также будет корнем данного уравнения. Следовательно, достаточно решить лишь одну из этих двух систем.

    Пример 1 . Решить уравнение 2|х|-4,5-0,5|х|=7,5.

    Это уравнение достаточно простое, и пока нет смысла записывать его в виде двух систем, а можно просто привести подобные и перегруппировать: 1,5|х|=12 → |х|=8 → х 1 =-8, х 2 =8.

    Пример 2 . Решить уравнение х 2 -|х|=6.

    Как было сказано выше, уравнение распадается на две системы, но в силу четности функции можно решать только одну систему, не забывая к полученным решениям добавить значения противоположных знаков.

    Х 2 -х-6=0, х 1 =-2, х 2 =3

    Х≥0 х≥0

    Решением системы будет значение х=3 , а решением данного уравнения два значения: х 1 =-3, х 2 =3 .

    Для решения подобного уравнения графически нужно для неотрицательных значений х построить график функции у 1 = f(x) , отразить его симметрично относительно оси Оу в область отрицательных значений х и затем построить график функции у 2 =а . Решением будут абсциссы точек пересечения графиков у 1 и у 2 .

    2. Решение уравнения вида .

    Решение такого уравнения распадается на совокупность двух смешанных систем:

    F(x)=φ(х) f(x)= - φ(х)

    φ(х) φ(х)

    3. Решение уравнений вида .

    Находим корни двучленов, стоящих под знаком абсолютной величины: …

    Пусть x 1 2 k . Данное уравнение последовательно решают на промежутках: (-∞, x 1 ], , …, Уравнение принимает вид -х 2 +5х-6=5х-х 2 -6 и после преобразований оно не зависит от х: -6=-6 . Значит, х может быть любым из рассматриваемого промежутка.

    Окончательное решение уравнения х .

    Пример 3 . Решить уравнение |х 2 -1|=-|х|+1

    Первый модуль дает две характеристические точки х 1 =-1 , х 2 =1 , второй модуль точку х=0 . Область допустимых значений разбивается на четыре промежутка (-∞; -1) [-1; 0] (0; 1] (1;+ ∞) , в каждом из которых мы должны раскрывая модули внимательно смотреть на знак стоящих выражений.

    а). х (-∞; -1) : х 2 -1=х+1, х 2 -х-2=0 . Корни этого уравнения х 1 =-1 , х 2 =2 не попадают в выбранный открытый промежуток. Здесь нужно сделать важное замечание. При разбиении области допустимых значений на промежутки характеристические точки включаются в промежутки по вашему усмотрению, можно каждую характеристическую точку включать в оба промежутка, границей которых она служит, а можно только в один из них. К ошибке это не приведет.

    б). х [-1; 0] : -х 2 +1=х+1, х 2 +х=0, х 1 =-1 , х 2 =0. Оба корня входят в рассматриваемый промежуток и, следовательно, являются решениями исходного уравнения.

    в). х (0; 1] : -х 2 +1=-х+1, х 2 -х=0, х 1 =0 , х 2 =1 . Второй корень попадает в промежуток.

    г). х (1;+ ∞) : х 2 -1=-х+1, х 2 +х-2=0, х 1 =-2 , х 2 =1 . Оба корня не входят в промежуток.

    Окончательное решение данного уравнения, содержит три корня: х 1 =-1 , х 2 =0, х 3 =1.

    Во всех показанных примерах уравнений с модулями возможно было графическое решение, порой оно даже более быстрое, чем долгий перебор всех промежутков, на которые разбивается характеристическими точками область допустимых значений.

    Тренировочные упражнения.

    1. | x+5| = |10+x|
    1. |3x+1|+x=9
    2. |x-3|+2|x+1|=4