一元一次不等式(专题复习)
从生活实例出发,系统梳理一元一次不等式的定义、基本性质、解法步骤及数轴表示。通过与一元一次方程的对比,帮助七年级学生建立从等式到不等式的思维迁移,掌握符号方向的判断与系数化1的注意事项。提供典型例题、常见误区分析和自测题,巩固综合应用能力。
一、概念导入:生活中的“不等”
我们知道,方程表示一种“相等”的关系。例如“小明有 5 个苹果,小红的苹果数是他的 2 倍”,用方程 $2x = 5$ 表示。但生活中更多遇到的是“不超过”“至少”“超过”这样的情况:
- 限速标志:某路段限速 60 km/h,车速 $v$ 必须满足 $v \le 60$。
- 身高要求:游乐园规定身高至少 1.2 m 才能玩过山车,那么身高 $h$ 满足 $h \ge 1.2$。
- 购物预算:小明带 50 元买文具,每支笔 2 元,他最多能买 $x$ 支,表示为 $2x \le 50$。
数学里,把含有这些不等符号($<, >, \le, \ge, \ne$)的式子叫做不等式。七年级重点研究一元一次不等式(只含一个未知数,未知数次数为 1,分母不含未知数)。
二、核心讲解:不等式的定义与基本性质
1. 什么是不等式?
用不等号连接而成。例如:$x + 1 > 3$,$2y - 5 \le 0$,$3 \ge 2$(数字不等式)。
2. 不等式的三个基本性质
与等式的性质非常像,但有一个关键区别——乘或除以负数时,不等号方向要改变。
| 性质 | 等式 | 不等式($a > b$ 为例) |
|---|---|---|
| 加/减同一个数 | $a = b \Rightarrow a \pm c = b \pm c$ | $a \pm c > b \pm c$ |
| 乘/除以同一个正数 | $a = b \Rightarrow a \cdot c = b \cdot c$ | $a \cdot c > b \cdot c$($c>0$) |
| 乘/除以同一个负数 | $a = b \Rightarrow a \cdot c = b \cdot c$ | $" 要变号 " → a \cdot c < b \cdot c$($c<0$) |
⚠ 易错:当系数化为 1 时,若两边同时除以负数,不等号必须反向!
三、推导过程:解一元一次不等式(与解方程对比)
解一元一次不等式的步骤和解一元一次方程几乎相同,唯一区别在最后一步。
步骤一览
- 去分母(注意每一项都乘,若分母有负数,可能涉及变号,但七年级通常分母为正)
- 去括号(分配律)
- 移项(含未知数项放到一边,常数项放到另一边,移项要变号)
- 合并同类项
- 系数化为 1(等式:两边同除以系数;不等式:当系数为正数时不等号方向不变,系数为负数时方向必须改变)
例:解 $2x - 5 > 3$
移项:$2x > 3 + 5$ → $2x > 8$
系数化 1(2 为正数):$x > 4$。
解集在数轴上表示为:从 4 向右,4 处画空心圆圈(不含等于)。
四、图形辅助:用数轴表示不等式的解集
不等式的解集通常是一个范围,可以直观地画在数轴上。规则:
- 方向:大于向右画,小于向左画。
- 端点:含等号($\le, \ge$)用实心圆点“●”,不含等号($<, >$)用空心圆圈“○”。
五、典型例题(由易到难)
例1:解不等式 $3x + 7 \ge 1$,并在数轴上表示解集。
思路:移项合并,系数化1。
$3x + 7 \ge 1$
移项:$3x \ge 1 - 7 = -6$
系数化1:$x \ge -2$(3>0,不变号)
数轴上:-2 处画实心圆点,向右画线。
易错点:移项时符号处理(7 移到右边变成 -7)以及最后方向不要画反。
例2:解不等式 $-2x + 3 > 7$,并把解集在数轴上表示。
思路:注意系数 -2 为负数,系数化1时要变号。
移项:$-2x > 7 - 3 = 4$
系数化1(除以 -2):$x < -2$(不等号从 > 变成 <)
数轴上:-2 处画空心圆圈(不含),向左画线。
易错点:忘记变号,或者变错方向;不等号方向与移动项方向混淆。
例3(综合应用):学校要买一些笔记本奖励优秀学生。甲商店每个笔记本 5 元,乙商店每个笔记本 6 元,但乙商店额外赠送 1 个笔记本(满 10 个才送,且总价不超过100元)。小刚算了一下,买 $x$ 个笔记本时,选择甲商店总价 $5x$,选择乙商店总价 $6x - 6$(因为买 $x$ 个,送1个实际得到 $x+1$ 个?注意条件。题目简化为:乙商店“买10个送1个”,但不超过100元。为了简化,我们换一个更常见的题目)。
修改为更合适的应用题:小明有 50 元,要去买笔记本,每本 2 元,但商店有活动:如果买 $x$ 本($x$ 为整数),总价不超过 50 元。同时他至少需要买 12 本才能满足班级使用。问小明可以买多少本?
分析:总价 $2x \le 50$ 得 $x \le 25$;且 $x \ge 12$。所以 $x$ 的取值范围是 $12 \le x \le 25$ 且为整数。即小明可以买 12 到 25 本中的任意整数本。
这引出不等式组的思想(两个不等号同时满足)。
易错点:忽略了整数要求或忘记同时考虑两个条件。
六、常见误区
- 符号方向混淆:解不等式时,移项不变号(该变号的是移项,和方程一样,但系数化1时变号是基于负数)。
- 数轴表示错误:圆点类型搞反,方向画反(大于向右,小于向左)。
- 分母为0:不等式两边同乘或同除以一个式子时,忽视符号的正负(七年级一般不涉及含字母的分母)。
- 应用题中忽略实际意义:如人数、数量应为非负整数,漏写解的范围。
七、学习建议
- 将不等式与方程进行对比学习,重点关注乘除负数变号这个唯一不同点。
- 多做数轴练习,养成“先画数轴再标端点再画方向”的习惯。
- 对于含等号的不等式,解集端点代入原不等式验证(如 $x \ge -2$,把 $x=-2$ 代入原式看是否成立)。
- 尝试用生活中的例子编写不等式,增强理解。
八、知识链接
- 与一元一次方程:解法步骤相同,唯一区别在系数化1时的符号处理。
- 与不等式组:多个不等式同时成立,解集是它们的公共部分(交集)。七年级下册将会学习。
- 与函数:不等式的解集对应函数图像上某区域,如一次函数 $y = kx + b$ 的 $y>0$ 部分。
九、习题自测(附答案)
- 基础题:解不等式 $4x - 7 \le 13$,并在数轴表示解集。
- 变号题:解不等式 $-3x + 8 < 2$,并用数轴表示。
- 应用题:某电梯限重 1000 kg,现有 5 名体重均为 60 kg 的人和若干箱货物,每箱货物重 30 kg,最多还能放多少箱货物?(用不等式求解,箱数为整数)
答案
- $x \le 5$,数轴:实心点5向左。
- $x > 2$,数轴:空心点2向右。
- 设放 $x$ 箱,则 $5 \times 60 + 30x \le 1000$,解得 $x \le \frac{700}{30} \approx 23.33$,取整数 $x \le 23$,最多 23 箱。
(习题答案仅供自测,请先独立完成再核对。)