Элективный
курс по математике 11 класс.
«ПРЕОБРАЗОВАНИЕ
РАДИКАЛОВ»
Выполнила учитель
математики Шпилева М.М.
МКОУ Гниловская ООШ
Г.
Острогожск -2013 год
Пояснительная
записка.
Выполнение заданий на преобразование
выражений, содержащих корень п-й степени,
всегда вызывает трудность. Это связано как с
большим числом применения свойств, так и
с вычислениями требующими повышенной
концентрации внимания.
Понятие арифметического корня n-й степени- одно из основных понятий курса школьной математики. Задачи,
предлагаемые в данном курсе, интересны, часто не просты в решении, что позволит
повысить уровень знаний у учащихся и проверить свои способности к математике.
Данный курс рассчитан на предпрофильную подготовку учащихся в старших
классах.
Цель курса: расширить знания учащихся об
арифметическом корне n -й степени
умение преобразовывать выражения содержащие
радикалы и модули, сложные радикалы,
а также решать нестандартные иррациональные
уравнения и неравенства в рамках
предпрофильной подготовки.
Задачи курса:
1)познакомить учащихся с различными
стандартными и нестандартными способами
преобразования выражений, содержащих радикалы
и модули, ввести формулу для вычисления сложных радикалов.
2)познакомить учащихся с различными типами
иррациональных уравнений и неравенств.
3)развивать логическое мышление и способности
учащихся к математической
деятельности.
4)возможность дифференцированного обучения
учащихся, как путем использования
заданий различного уровня сложности, так и на
основе различной степени
самостоятельности осваивания материала.
Данный курс расширяет базовый курс по
математике, является предметно ориентированным и дает учащимся возможность
познакомится с различными способами
преобразования выражений, содержащих радикалы
и модули, знакомить с различными
видами и способами решений иррациональных
уравнений и неравенств, позволяет
проверить способности учащихся к математике.
На изучение курса отводится 12 часов. По
окончанию предусмотрена контрольная работа
по 3 уровням сложности.
Учебно-тематический план.
№
|
тема
|
Кол-во
часов
|
1
|
Понятие корня п-й степени из действительного
числа
|
1
|
2
|
Преобразование выражений содержащих радикалы
и модули.
|
1
|
3-4
|
Иррациональные уравнения вида .
|
2
|
5
|
Уравнения вида .
|
1
|
6
|
Решение нестандартных иррациональных
уравнений.
|
1
|
7
|
Иррациональные неравенства вида .
|
1
|
8
|
Иррациональные неравенства вида и более сложные иррациональные
неравенства.
|
2
|
9
|
Иррациональные уравнения с параметром.
|
1
|
10
|
Контрольная работа.
|
2
|
Занятие 1.
Понятие корня n-й степени из
действительного числа.
Теоретическая часть.
Определение 1.
Корнем n-й степени из
неотрицательного числа а (n=2,3,4,5,…..) называют такое
неотрицательное число, которое при возведении в степень n
дает в результате число а.
Если а
Определение 2.
Корнем нечетной степени n
из неотрицательного числа (n=3,5,…) называют такое
отрицательное число, которое, будучи возведено в степень n,
дает в результате число а.
Если а<0, n=3,5,7,….,
то: 1)
Свойства корня n-й степени.
Все свойства формулируются только для
неотрицательных значений переменных,
содержащихся под знаком корней.
Теорема 1..
Теорема 2. >0 и n-натуральное
число, больше 1.
Теорема 3. аN, nбольше 1.
Теорема 4.
Теорема 5.
Практическая часть.
1.1. Вычислите:
Решение.
Чтобы извлечь квадратные корни, преобразуем
подкоренные выражения:
вычтем и прибавим по единице. Будим иметь:
1.2.Найдите чему равна разность:
Решение:
Пусть А=Заметим,
что ,получим
А=
Ответ:-6.
1.3.Освободитесь от иррациональности в
знаменателе:
Решение.
Чтобы освободится от иррациональности в
знаменателе, умножим числитель и знаменатель на выражение, сопряженное
знаменателю.
Снова произведя аналогичные действия, находим
Теоретическая часть.
Формулы сложных радикалов:
1*.
2*.
3*.
1.4.Упростите выражение и найдите его значение
при х=2
Решение: В знаменателе применим формулу
сложных радикалов (3*), и подставим
х=2, получим
аналогично, следовательно
Ответ:
1.5.
Упростите выражение:
Решение: используя свойство внесения множителя
под знак корня, упростим данное выражение.
Ответ: cos
1.6.Вычислите:
Решение: Преобразуем выражение,
используя свойства степени
Ответ: 4.
1.7.Найдите значение выражения:
решение: преобразуем данное выражение,
перейдя к основанию 3:
Раскроем модули, учитывая, что 0<log2< 1и 0<log2<1.
Задания для самостоятельной работы.
1.1.Вычислите: а)
Ответ:
б) Ответ:
1.2.При каком n выполняется равенство:
Ответ:n=3;
1.3.Упростите: а)
Ответ: 2
б)
Ответ:
в) Ответ: 1.
1.4.Освободитесь от иррациональности в
знаменателе дроби:
а)
Ответ: -
б)
Ответ: (
в) Ответ:
1.5. Проверить справедливость равенства:
а)
б)
1.6. а)упростите выражение и найдите его
значение при х=3
Ответ: 2.
б)упростите выражение и найдите его
значение при а=5
Ответ: 3.
1.7.Найдите значение выражения: а) Ответ:-2.
б) Ответ: 24.
в)
Ответ:
1.8.Упростите выражение:
Ответ:sin
Занятие 2.
Преобразование выражений содержащих радикалы и модули .
Теоретическая часть.
Для любых натуральных п и к, больших 1, и
любых неотрицательных а и в верны
равенства: 1.
2.
3.
4.
5.
2.0.Упростите:
Решение: выделим полные квадраты и в
числителе и в знаменателе
рассмотрим два случая:
1) если т.е.4<х<8
таким образом
2) если т.е. таким образом
Ответ:
2.1.Упростите
Решение:
Используя определение модуля и рассматривая
различные промежутки изменения а, получаем:
1) имеем
2) имеем
3) имеем
4) имеем
Ответ:
2.2.Упростите выражение:
Решение:
Ответ:
2.3.Упростите выражение:
Решение:
Рассмотрим два случая:
1) если а>-1, то.
2) если а< -1,то
Ответ: а-1, если а>-1;
1-а, если а<-1.
2.4.упростите выражение:
Решение:
О.Д.З. а=0,
а²>в²;
Рассмотрим
два случая:
1) если а<0, то 2)
если а>0, то
Ответ: -25,
если а>0
25, если а<0.
2.5.
Упростите выражение:
Решение:
О.Д.З.: а
Рассмотрим два случая:
1)
а
2)
Ответ:
2.6.упростите
выражение:
Решение:
О.Д.З.: а
Рассмотри два
случая:1) 2)
Имеем: имеем:
Ответ:
Задания для самостоятельной работы.
2.1.Упростите выражения:
Ответ:
.2.Упростите выражение:
Ответ:
2.3.
Упростите выражение:
Ответ:
2.4.Упростите выражение:
Ответ:
2.5.Упростите выражение:
Ответ:
2.6.Упростите выражение:
Ответ:
2.7Упростите:
Ответ:
2.8.Упростите:
Ответ:
2.9.Найдите значение выражения
Ответ:-24.
Занятие 3-4.
Иррациональные уравнения.
Уравнение вида
Теоретическая часть.
Иррациональными называются уравнение, в
котором переменная входит под знак корня (радикала).
Рассмотрим уравнение В О.Д.З. левая часть уравнения всегда
неотрицательна - поэтому решение может существовать только тогда, когда g(x).
В этом случае обе части уравнения
неотрицательны, и возведение в квадрат дает равносильное в ОДЗ уравнение :
3.1.Решите уравнение:.
Решение. Уравнение равносильно системе
решим второе уравнение системы: cos x=0 или tg x
=1,
x=
x=
решение системы найдем, пользуясь
тригонометрическим кругом. Получим
х= и х=
Ответ:
3.2.Решите уравнение:
Решение: воспользуемся условием
равносильности , поэтому данное уравнение равносильно
системе
Решая второе уравнение системы имеем х=2.
Ответ: 2.
ЗАМЕЧАНИЕ: при решении уравнений вида используют следующие схемы
* или **
3.3.Решите уравнение:.
Решение:При
решении данного уравнения
воспользуемся схемой * ,так как правая часть
уравнения проще, чем его левая часть.
Имеем:
Решим уравнения х²-2х-4=0
и х²=8,
D=5, х=
х
отберем корни :
Ответ: 1+
3.4.Решите уравнение:
Решение: переносим
вычитаемое в правую часть, после чего обе
части возводим в квадрат:
ОДЗ: 4х+3
очевидно, что х=0 является корнем данного уравнения.
При остальных х обе части делим на х и получаем уравнение
Рассмотри два случая :
1) при,противоречит
х
2) при х< 4,х=0 имеем 4х-16=16х+24, х= ,противоречит х
Ответ: о.
3.5.Решите уравнение:
Решение: 1) одз: х >0, х Поэтому приведем данное уравнение к виду
2) обозначим Тогда
3) с учетом замены log получаем х=1 ,что
противоречит ОДЗ.
logполучаем х=
Ответ:
3.6.Сколько корней имеет уравнение:
Решение:
Применяя формулу двойного аргумента, первый
множитель можно заменить выражением cosx. Получаем
уравнение cos x
Произведение двух множителей равно нулю, если
хотя бы один из них равен нулю и при этом второй множитель имеет смысл.
Следовательно, должна выполняться совокупность
двух условий:
Ответ:4 корня.
3.7. Решите уравнение:
Решение: сделаем
замену у=Получим уравнение
данное уравнение
равносильно системе
у=
возвращаемся к замене: у= имеем
ответ:-1.
Задания для самостоятельного
решения.
3.1Решите
уравнения:
б)
в)
г)
д)
е)
ё)
ж)
и)
к)
л)
3.2.Найдите наименьший корень уравнения:
3.3.Найдите число целых решений уравнения:
3.4.Найдите сумму квадратов корней уравнения
3.5.Решите уравнение:
Занятие 5.
Уравнения вида
Теоретическая часть.
Пусть задано уравнение В ОДЗ обе части неотрицательны, и
возведение в квадрат равносильное уравнение f(x)=g(x). Поэтому
или
при таком способе решения достаточно проверить
не отрицательность одной из функций,
можно выбрать более простую.
Использование равносильных преобразований
при решении уравнений вида :
Практическая часть.
5.1.Решите уравнение:
решение: при решении данного уравнения нельзя
забывать об области определения
уравнения. Имеем:
решая первое уравнение системы, по теореме
Виета находим корни уравнения х=1 и х=5, условию системы удовлетворяет х=5.
Ответ:5.
5.2. Решите уравнение:
решение: воспользуемся условием равносильности
имеем
Ответ:-1;2.
5.3.Решите уравнение
решение: так как в уравнение входят радикалы
только четных степеней, то ОДЗ уравнения
определяется условием: решая
эту систему неравенств, получим:
откуда х=
Очевидно, что решение уравнения должно
находится в ОДЗ. Так как ОДЗ состоит из единственной точки х=то остается проверить , является ли это
значение корнем
уравнения. Подставляя значение х= в уравнение 25=25
,убеждаемся, что это-
корень уравнения.
Ответ:
5.4.Решите уравнение:
Решение: данное уравнение равносильно
системе
Введем замену: sin x=y, и Решим уравнение системы :
находим у=-1 и у=½. Первый корень не является
решением системы. Тогда
Ответ:
5.5.Решите уравнение:
Решение: преобразуем правую часть уравнения,
получаем:
Это уравнение имеет решение лишь при условии
Тогда значит,
Данное уравнение равносильно системе т .е. х=-2
есть решение уравнения.
Ответ:-2.
Задания для самостоятельного решения.
5.1.Решите уравнение:
5.2. Решите уравнение:
5.3.Решите уравнение:
5.4.Решите уравнение:
5.5Решите уравнение:
5.6.Решите уравнение:
5.7.Решите уравнение:
5.8.Решите уравнение:
5.9.Решите уравнение:
5.10.Решите уравнение:
Занятие 6.
Решение нестандартных иррациональных уравнений .
Теоретическая
часть.
Специфика решения уравнений рассматриваемого
класса состоит в расширении методов
и формул преобразований, введение замен целью
которых, как правило, является сведение
данного уравнения к алгебраическому.
При решении нестандартных уравнений
используется монотонность функций.
При решений уравнений вида f(f(x))=x,
полезно рассмотреть теорему:
Если у=f(x)-монотонно возрастающая функция, то уравнение f(x)=x , эквивалентно
yравнению f(f(x))=x.
Практическая
часть.
6.1.Решите уравнение:
Решение: Сделаем замену Поскольку ,то
второе
слагаемое в левой части уравнения т.е Получаем имеем
решим квадратное
уравнение
с учетом замены находим корни уравнения х=2 и
х=-2.
Ответ:2;-2.
6.2.Решите уравнение:
Решение: перепишем данное уравнение в виде: Рассмотрим функцию
F(x)=1+ - эта функция монотонно
возрастает. Имеем уравнение f(f(x))=x. В соответствии с теоремой заменим его на
эквивалентное уравнение f(x) =x или 1+
1- решая данное уравнение
находим
Ответ:
6.3.Решите уравнение:
решение: Перепишем данное уравнение в виде
так как то
решения уравнения должны принадлежать промежутку
Введем замену х= sin t.
Тогда учитывая условие ,можно считать, что
tУравнение примет
вид
Так как то cos 2t уравнение равносильно
уравнению
следовательно sin2t=-1 sin2t=
t= t= только эти
корни удовлетворяют условию
Тогда
Ответ:
6.4.Решите уравнение:
Решение: пусть тогда
уравнение примет вид:
Это уравнение переписывается без модулей
по-разному в каждом их следующих трех случаев:
1)
при у имеем 2-у+3-у=1, у=2
не является решением.
2)
при у имеем у-2+3-у=1, 1=1
при всех у
3)
при у имеем у-2+у-3=1 у=3 не
является решением.
Неравенства эквивалентны системам:
Ответ: х
6.5.Решите равнение:
Решение: Положим, х+ тогда
Из последнего уравнения следует и, в частности,
Отсюда
Значит, исходное уравнение будет иметь вид:
отсюда
второе уравнение корней не имеет.
Корни первого уравнения
При этом
Если Так
как должно выполняться неравенство
то это значение х не является решением .
поскольку t=4+ решение.
Ответ:8-
6.6. Найдите сумму квадратов корней уравнения
Решение: данное уравнение равносильно
совокупности двух систем:
Решим каждую систему отдельно и объединим
решения.
Решим первую систему:
х=3.
Решим вторую систему:
Найдем сумму квадратов корней уравнения:
Ответ: 130.
Задания для самостоятельного
решения.
6.1.Решите уравнение: а)
б)
6.2.Решите уравнение:
6.3.Найдите целые корни уравнения: cos
6.4.Решите уравнение:
6.5.Решите уравнение:
6.6.решите уравнение:
6.7.решите уравнение:
6.8.Решите уравнение:
Занятие 7.
Иррациональные неравенства .
Теоретическая часть.
Иррациональными называются неравенства, в
которых переменные входят под знак корня. Так как корень чётной степени
существует только у неотрицательных чисел, то при решении неравенств,
содержащих такое выражение , прежде всего удобно найти ОДЗ.
а) неравенства вида:
Практическая часть.
7.1.Решите неравенство:
Решение: воспользуемся условием
равносильности:
Ответ:
7.2.Решите неравенство:
Решение: Применим обобщенный метод интервалов
для функции
на ее области
определения, т.е. при
для этого найдем нули числителя: при условии,
что х возведем
обе части последнего уравнения в квадрат, получим
, откуда
отметим эти значения на координатной прямой и
распределим знаки для функции f.
Получим
Ответ:
Немного теоретического материала.
б)иррациональное неравенство вида:> g(x)
можно рассматривать при условии Однако при этом условии его правая часть g(x) может быть как неотрицательной, так и
отрицательной, а поэтому неравенство равносильно совокупности двух систем
неравенств:
в) иррациональное неравенство вида
можно рассматривать при условии Значит, обе части неравенства можно
возвести в квадрат. Из выше рассмотренных рассуждений заключаем, что
неравенство равносильно системе неравенств
7.3.решите неравенство:
решение: данное неравенство равносильно
системе
решая квадратное уравнение
построим кривую знаков и стрелкой,
направленной вправо от точки –5, отмечаем промежуток х>-5.Решения первого и
второго неравенства системы совпадают на промежутке (3;∞).
Ответ: (3;∞).
7.4.Решите неравенство:
Решение.
Данное неравенство равносильно следующим
условиям:
Ответ:
7.5.Решите неравенство:
Решение:
Найдем область определения неравенства,
которая определяется условием
Так как при
Из последнего неравенства, учитывая, что получим sinx=-1.
Подставим
Полученное значение в данное неравенство,
имеем
является решением.
Ответ:
7.6.Решите неравенство:
Решение: При всех допустимых значениях
переменной функция f(x)= принимает
неотрицательные значения. Поэтому левая часть
данного неравенства неотрицательна при всех допустимых значениях переменных.
Следовательно
полученное уравнение , в свою очередь,
равносильно системе уравнений
ОтветL(-1;3).
Задания для самостоятельного
решения:
7.1.Решите неравенства:
а)
б)
в)
7.2.Решите неравенство:
7.3.Решите неравенство:
7.4. Решите неравенство:
7.5.Решите неравенство:
7.6.Решите неравенство:
7.7.Решите неравенство:
7.8. Решите неравенство:
Занятие
8.
Иррациональные неравенства вида и более
сложные иррациональные неравенства.
Теоретическая
часть.
Неравенство вида
При решении более сложных неравенств,
используют условие равносильности:
так как знак разности совпадает
со знаком разности f(x)-g(x) в ОДЗ, то
Практическая часть.
8.1.Решите неравенство:
Решение: используем условие равносильности,
имеем систему неравенств:
Ответ:
8.2 Найдите длину промежутка, являющегося
решением неравенства
Решение: Умножим числитель на неотрицательное
сопряженное выражение- сумму квадратных корней, имеем
х
в силу того, что оба трехчлена принимают только положительные значения
(имеют отрицательные дискриминанты). Итак, длина искомого промежутка равна 1.
Ответ: 1.
8.3.Решите неравенство:
решение: приведем неравенство к стандартному
виду, а затем воспользуемся условием равносильности :
Найдем ОДЗ:
- Если х-4< 0, то числитель и знаменатель
положительны в ОДЗ, неравенство верно, т.е.
- Если х-4>0, то воспользуемся правилом ,
что в ОДЗ знак разности
совпадает со знаком Тогда
Учитывая условие получаем результат
Отмечая результаты
1 и 2 на числовой прямой , получаем окончательный результат.
Ответ:
8.4.Решите
неравенство:
Решение: данное
неравенство равносильно системе неравенств:
отметим полученные
результаты на числовой прямой
Получим ответ:
Ответ:
8.5.Решите
неравенство:
решение: перейдем к
основанию 3 и получим неравенство
Разделим обе части
неравенства на имеем
8 пусть тогда
неравенство примет вмд
9у откуда Так
как у>0, то т.е.
Теперь положим придем к неравенству получим т.к.
а то остается решить неравенство
Ответ:
8.6. Решите
неравенство:
Решение: Найдем
ОДЗ, воспользуемся при этом условием равносильности:
Перейдем во всех
логарифмах к основанию 3.
Тогда
Учитывая ОДЗ
получим ответ
Ответ:
Задания для самостоятельной работы.
8.1. Решите неравенство:
8.2. Решите неравенство:
8.3.Решите неравенство:
8.4.Решите неравенство:
8.5.Решите неравенство:
Занятие
9.
Иррациональные уравнения
с параметром.
При решении задач, содержащих параметр,
встречаются задачи, которые условно можно
разделить на два больших класса.
В первый класс можно отнести задачи, в
которых надо решить уравнение при всех
возможных значениях параметров.
Ко второму классу отнесем задачи, в которых
надо найти не все возможные решения, а
лишь те из них, которые удовлетворяют
некоторым дополнительным условиям.
Практическая часть.
9.1.Решите уравнение:
Решение: Данное уравнение равносильно системе
Отсюда х=а- корень исходного уравнения при
любом а, а х=1- корень лишь при
Ответ: Если а<1, то х=а или х=1; если
а=1, то х=1; если а>1, то х=а.
9.2.Указать все значения а, для которых
уравнение имеет решения.
Решение: Обозначим sinx=t. Исходное уравнение принимает вид
С учетом условия это
уравнение равносильно системе
уравнение системы удобно представить как
квадратное относительно параметра а.
Имеем .Отсюда
или Так как
то Поэтому последняя
система равносильна такой:
Заметим, что эта система учитывает требование
Рассмотрим функцию Очевидно
на отрезке [0;1] ее область значений – весь промежуток Отсюда
Ответ:
9.3.Найдите все значения параметра а, при
каждом из которых уравнение
имеет единственное
решение.
Решение: Пусть тогда
и уравнение примет вид
Теперь задача состоит
в том, чтобы найти все а, при которых уравнение
имеет единственное
неотрицательное решение. Это имеет место при следующих условиях.
1.Если а=0, то уравнение имеет единственное
решение t=2.
2.Если а ≠ 0 и то
имеет единственное неотрицательное решение, если корни разных знаков, т.е.
при а=0,4 получаем
3.Если а≠0 и D=0
то одно неотрицательно решение имеем при
а=-0,1.
Ответ:
9.4.Решите уравнение:
решение: поскольку │х│≤ 1, то введем замену Выполняя подстановку и учитывая, что sin получим уравнение
Отсюда sin, очевидно это уравнение имеет решение при
Найдем его корни на отрезке Имеем
Рассмотрим три случая:
1.Если , то
непосредственным перебором устанавливаем, чтолишь
при k=1,2,3,4.
2.Если а=0, то k=0,1,2,3,4;
3.Если то где k=0,1,2,3.
Ответ: Если
если а=0, то х=
если
9.5.В зависимости от значений параметра а
найдите число корней уравнения
Решение: так как уравнение содержит сложный
радикал, то выделим квадрат двучлена под корнем. Имеем
Если а<0, то уравнение не имеет решений.
Если а≥0, то последнее уравнение равносильно такому:
Это уравнение, а значит, и исходное имеет
решения лишь при
При указанных а получаем очевидно это уравнение имеет один корень.
Ответ: Если а<то
решений нет;
Если а то
уравнение имеет единственное решение.
Задания для самостоятельного
решения.
9.1.Решите уравнение:
9.2.Решите уравнение:
а)
б)
в)
г)
д)
9.3. Решите уравнение:
9.4.Решите уравнение:
9.5.При каких значениях параметра а корни уравнения
различны и их произведение отрицательно?
Занятие 10.
.
Контрольная работа (2ч).
*Вариант 1.
1.Вычислите:
2.Упростите выражение:
3.Решите неравенство:3
4.Решите уравнение:
5.При каких значениях а уравнение имеет два корня?
**Вариант 2.
1.Докажите тождество
2.Упростите выражение
3.Решите неравенство:
4.Решите уравнение
5.Решите уравнение:
***Вариант
3
1.Вычислите значение выражения:
2.Упростите выражение
3.Решите неравенство:
4.Найдите все решения уравнения удовлетворяющие условию
5.При каких значениях а уравнение имеет
единственное решение?
Литература.
И.Ф. Шарыгин, В.И. Голубев Факультативный курс
по математике 10-11.Москва «Просвещение» 1991г.
С.И. Колесникова Математика – решение
сложных задач Е.Г.Э. Москва. «Айрис-пресс» 2005г.
В.К. Егоров, В.В. Зайцев, Б.А. Кордемский и
др. Сборник задач по математике для поступающих во втузы. Москва «Высшая школа»
1994г.
П.И.Горнштейн, В.Б. Полонский, М.С.Якир.
Задачи с параметрами. Москва «Гимназия»2003г.
А.Г. Мордкович. Алгебра и начала анализа
10-11 классы. Москва «Мнемозина» 2003г.
Н.П. Кострикина Задачи повышенной трудности в
курсе алгебры. Москва «Просвещение»
1991г.
Г.И. Григорьева. Задания для подготовки к
олимпиадам. Волгоград «Учитель» 2005г.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.