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类型二:双变量不等式

导数综合应用与高考解题策略 · 高三
讲清楚它是什么

定义 含两个未知数的不等式,其解集为平面直角坐标系中满足条件的点集(区域)。

从哪来 本节为高三第1讲起点,图谱未记录前置知识点,故基于高中数学基础概念直接构建。

为什么 不等式本质是约束条件。单变量不等式解集是数轴上的区间(一维),双变量不等式解集则是平面上的区域(二维)。理解这一点,才能将代数不等式转化为几何直观,为后续线性规划、最值问题奠定“数形结合”的逻辑基础。

讲法
适合:抽象思维较强、偏好逻辑推导的学生 从集合论角度切入。定义集合 $S = \{(x,y) | ax+by+c \le 0\}$。强调 $x,y$ 是坐标,不是孤立的数。通过列举具体点(如原点)代入验证,说明解集是“点的集合”而非“数的集合”。重点辨析:不等式本身是代数式,解集是几何对象。
讲法
适合:形象思维较好、依赖直观感知的学生 使用“边界线+测试点”法。先画直线 $ax+by+c=0$,将平面分为两半。取原点 $(0,0)$ 代入左边,若 $c \le 0$,则原点所在半平面为解集;若 $c > 0$,则另一侧为解集。用彩色粉笔在黑板上涂色,强化“区域”概念。
讲法
适合:基础薄弱、需要步骤化指导的学生 口诀化教学:“一画线,二定界,三选区”。 1. 画:把不等号改等号,画直线(实线/虚线)。 2. 定:看 $\le$ 或 $<$,决定边界是否包含(实线/虚线)。 3. 选:代原点,看符号,定哪边。 配合三步流程图,每步一个动作,降低认知负荷。
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练一道
基础题
画出二元一次不等式 $x + y - 2 \le 0$ 表示的平面区域。
变式
判断点 $P(3,1)$ 是否在不等式 $2x - y + 1 > 0$ 表示的区域内,并说明理由。
试试手自己判
检测题
不等式 $3x - 4y + 12 \ge 0$ 表示的平面区域是( ) A. 直线 $3x - 4y + 12 = 0$ 的上方 B. 直线 $3x - 4y + 12 = 0$ 的下方 C. 直线 $3x - 4y + 12 = 0$ 及其上方 D. 直线 $3x - 4y + 12 = 0$ 及其下方
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
1. 能正确画出直线 $3x - 4y + 12 = 0$(实线,因 $\ge$)。
2. 代入原点 $(0,0)$ 得 $12 \ge 0$ 成立,故原点所在侧为解集。
3. 根据直线斜率 $k=3/4>0$,原点 $(0,0)$ 在直线下方(因 $y$ 截距为 $3$,原点在 $y$ 轴上低于截距点),故区域为“直线及其下方”?
更正:直线 $3x - 4y + 12 = 0 \Rightarrow y = \frac{3}{4}x + 3$。原点 $(0,0)$ 代入 $y$ 值:$0 < 3$,故原点在直线下方。
不等式 $3x - 4y + 12 \ge 0 \Rightarrow -4y \ge -3x - 12 \Rightarrow y \le \frac{3}{4}x + 3$。
故区域为直线及其下方。
正确选项应为 D。
(注:原题选项设计需严谨,此处以推导为准,答案为 D)

最终答案:D
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