Dạy học bất phương trình bậc nhất hai ẩn và những ứng dụng trong toán học (môn đại số - Lớp 10)

Bất phương trình bậc nhất hai ẩn DẠY HỌC BẤT PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG TOÁN HỌC (Môn ĐẠI SỐ - Lớp 10) 1) Lí do chọn đề tài: - Bất phương trình bậc nhất hai ẩn là một mảng kiến thức hay và quan trọng ở trường phổ thông, có nhiều ứng dụng trong thực tế. - Vấn đề tìm miền nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn có lien quan chặt chẽ đến Quy hoạch tuyến tính. Đó là một nghành toán học có nhiều ứng dụng trong đời sống và kinh tế. - Việc giải bài toán bất phương trình bậc nhất hai ẩn được ứng dụng vào việc tìm cực trị của biểu thức P(x,y)= ax + by (b 0 )trên một miền đa giác phẳng lồi. - Việc nắm vững kiến thức về bất phương trình bậc nhất hai ẩn sẽ giúp học sinh có thể quy những bài toán kinh tế trong đời sống về toán học. 2) Mục đích của đề tài: -Tìm hiểu Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn đã được đưa vào sách giáo khoa như thế nào và đưa vào cùng với mạng lưới tri thức nào? -Việc áp dụng của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn vào bài toán kinh tế như thế nào? -Phương pháp tìm cực trị có thể áp dụng vấn đề hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn như thế nào? -Đưa ra một giáo án tiêu biểu cho việc dạy học bài Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. 3) Phương pháp nghiên cứu: -Bàn về vấn đề bất phương trình hai ẩn và những ứng dụng của nơ trong toán học -Phân tích việc các tác giả sách giáo khoa đưa vấn đề Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn vào chương trình theo hai hướng: đưa vào cùng mạng lưới tri thức nào, bố cục và nội dung bài Bất phương trình bậc nhất hai ẩn trong sách Đại số 10 ra sao. -Phân loại những dạng bài tập,tiếp cận bài toán kinh tế và một phương pháp tìm cực trị mà sách giáo khoa đưa vào.

doc24 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 26/01/2013 | Lượt xem: 7696 | Lượt tải: 7download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Dạy học bất phương trình bậc nhất hai ẩn và những ứng dụng trong toán học (môn đại số - Lớp 10), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chuyên đề PPGD GVHD: Cô Lê Thị Hoài Châu PAGE  Huỳnh Quang Hữu – SV lớp 3B Trang  PAGE 23 DẠY HỌC BẤT PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG TOÁN HỌC (Môn ĐẠI SỐ - Lớp 10) 1) Lí do chọn đề tài: - Bất phương trình bậc nhất hai ẩn là một mảng kiến thức hay và quan trọng ở trường phổ thông, có nhiều ứng dụng trong thực tế. - Vấn đề tìm miền nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn có lien quan chặt chẽ đến Quy hoạch tuyến tính. Đó là một nghành toán học có nhiều ứng dụng trong đời sống và kinh tế. - Việc giải bài toán bất phương trình bậc nhất hai ẩn được ứng dụng vào việc tìm cực trị của biểu thức P(x,y)= ax + by (b0 )trên một miền đa giác phẳng lồi. - Việc nắm vững kiến thức về bất phương trình bậc nhất hai ẩn sẽ giúp học sinh có thể quy những bài toán kinh tế trong đời sống về toán học. 2) Mục đích của đề tài: -Tìm hiểu Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn đã được đưa vào sách giáo khoa như thế nào và đưa vào cùng với mạng lưới tri thức nào? -Việc áp dụng của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn vào bài toán kinh tế như thế nào? -Phương pháp tìm cực trị có thể áp dụng vấn đề hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn như thế nào? -Đưa ra một giáo án tiêu biểu cho việc dạy học bài Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. 3) Phương pháp nghiên cứu: -Bàn về vấn đề bất phương trình hai ẩn và những ứng dụng của nơ trong toán học -Phân tích việc các tác giả sách giáo khoa đưa vấn đề Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn vào chương trình theo hai hướng: đưa vào cùng mạng lưới tri thức nào, bố cục và nội dung bài Bất phương trình bậc nhất hai ẩn trong sách Đại số 10 ra sao. -Phân loại những dạng bài tập,tiếp cận bài toán kinh tế và một phương pháp tìm cực trị mà sách giáo khoa đưa vào. Nội Dung Nghiên Cứu A> BẤT PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG TOÁN HỌC A.1.Bất phương trình bậc nhất hai ẩn Bất phương trình bậc nhất hai ẩn là bất phương trình có một trong các dạng ax + by +c 0, ax + by + c ≤ 0 , ax + by +c ≥ 0 trong đó a, b, c là những số thực cho trước sap cho a2 +b2 ≠ 0; x và y là các ẩn. Mỗi cặp số ( x0 ;y0) sao cho ax0 + by0 + c 0, nửa mặt phẳng còn lại (không kể bờ (d)) gồm các điểm có toạ độ thoã mãn bất phương trình ax + by + c 0 (hay ax + by + c0, bởi vì nếu b0. Tập các điểm (x; y) để P(x; y) nhận giá trị p là đường thẳng ax +by = p; hay y= Đường thẳng này có hệ số góc bằng và cắt trục tung tại điểm M( 0; m) với m = Ký hiệu đường thẳng này là (dm).Vì b > 0 nên việc tìm giá trị nhỏ nhất (hay lớn nhất) của P (x; y) = p với (x; y) (S) quy về việc tìm giá trị nhỏ nhất (hay lớn nhất) của m=,tức là tìm điểm M ở vị trí thấp nhất (hay cao nhất) trên trục tung sao cho đường thẳng ( dm) có ít nhất một điểm chung với (S). Từ đó chú ý rằng ( dm) có hệ số góc bằng - không đổi.Ta đi đến cách làm sau : .Khi tìm giá trị nhỏ nhất của P( x; y), ta cho đường thẳng (dm) chuyển động song song với chính nó từ một vị trí nào đó ở phía dưới miền (S) và đi lên cho đến khi (dm )lần đầu tiên đi qua một điểm (x0; y0) nào đó của (S).Khi đó ,m đạt giá trị nhỏ nhất và tương ứng với nó là giá trị nhỏ nhất của P(x ; y). Đó là P(x0 ; y0) = ax0 + by0. .Khi tìm giá trị lớn nhất của P(x ; y) ,ta cho đường thẳng (d m) với hệ số góc chuyển động song song với chính nó từ một vị trí nào đó trên miền (S) và đi xuống cho đến khi (dm ) lần đầu tiên đi qua một điểm (x0; y0) nào đó của (S).Khi đó , m đạt giá trị lớn nhất và tương ứng với nó là giá trị lớn nhất của P(x; y). Đó là P(x0 ;y0) = ax0 + by0. Qua cách làm trên ,ta thấy rằng P(x ; y ) đạt giá trị nhỏ nhất ( hay lớn nhất ) tại một đỉnh nào đó của đa giác (S). y x dm O Áp dụng:Tìm giá trị nhỏ nhất của T(x; y) = 4x + 3y trong miền đa giác lồi sau Ta có đa giác sau : (là phần không tô màu) Áp dụng cách làm trên ,ta thấy khi (dm) đi qua đỉnh A(5; 4) thì m nhỏ nhất . Điều đó có nghĩa là T(x; y) đạt gía trị nhỏ nhất khi x= 5 và y = 4.Khi đó ,T(5; 4) = 32 A4. Áp dụng của hệ bất phương trình hai ẩn vào bài toán kinh tế Ta có bài toán kinh tế sau : Người ta dự định dùng hai loại nguyên liệu để chiết xuất ít nhất 140kg hoá chất A và 9kg chất B.Từ mỗi tấn nguyên liệu loại I giá 4 triệu đồng ,có thể chiết xuất được 20 kg chất A và 0,6 chất B.Từ mỗi tấn nguyên liệu loại II giá 3 triệu đồng ,có thể chiiết xuất được 10 kg chất A và 1,5 kg chất B.Hỏi phải dùng bao nhiêu tấn nguyên liệu mỗi loại để chi phí mua nguyên liệu là ít nhất ,biết rằng cơ sở cung cấp nguyên liệu chỉ có thể cung cấp không quá 10 tấn nguyên liệu loại I và không quá 9 tấn nguyên liệu loại II? Phân tích bài toán:Nếu sử dụng x tấn nguyên liệu loại I và y tấn nguyên liệu loại II thì theo giả thiết,có thể chiết xuất được (20x + 10y) kg chất A và (0,6x +1,5y)kg chất B.Theo giả thiết,x và y phải thoã mãn các điều kiện: 0 ≤ x ≤10 0 ≤ y≤ 9 20x +10y ≥ 140 hay 2x +y ≥ 14 0,6x + 1,5y ≥ 9 hay 2x + 5y ≥ 30 Tổng số tiền mua nguyên liệu là T(x ;y) = 4x+ 3y. Bài toán đã cho trở thành :Tìm các số x và y thoã mãn hệ bất phương trình (II) Sao cho T(x ; y)= 4x + 3y có giá trị nhỏ nhất Bài toán dẫn đến hai bài toán nhỏ sau : Bài toán 1 :Xác định tập hợp (S) các điểm có toạ độ (x ;y) thoã mãn hệ (II) Bài toán 2 :Trong tất cả các điểm thuộc (S),tìm điểm (x ; y) sao cho T(x ; y) có gí trị nhỏ nhất. Việc giải bài toán 1 chính là việc xác định miền nghiệm cuả hện bất phương trình (II) mà ta đã lâp được. Giải bài toán 2 ta đã trình bày trong phần áp dụng tìm giá trị cực đại trong miền đa giác lồi ở trên. Vậy , để chi phí nguyên liệu ít nhất ,cần sử dụng 5 tấn nguyên liệu loại I và 4 tấn nguyên liệu loại II (khi đó ,chi phí tổng cộng là 32 triệu đồng) A5.Một ứng dụng của hệ bất phương tình bậc nhất hai ẩn trong bài toán Quy hoạch tuyến tính : Quy hoạch tuyến tính là một trong những lớp bài toán tối ưu được nguyên cứu trọn vẹn cả về phương diện lý thuyết lẫn thực hành. Quy hoạch tuyến tính bắt nguồn từ những nguyên cứu của nhà toán học Nga nổi tiếng,Viện sĩ Kantorovicla L.V. Một trong những phương pháp giải bài toán quy hoạch tuyến tính là phương pháp đơn hình, đây là một phương pháp do nhà toán học Dantzig công bố năm 1974,dựa trên phương pháp tìm cực trị trong miền đa giác.Thuật toán có hai giai đoạn : Giai đoạn 1 :tìm một phương án cực biên ( một đỉnh). Giai đoạn 2 :kiểm tra điều kiện tối ưu đối với phương án tìm được ở giai đoại 1 Ta xét bài toán Quy hoạch tuyến tính dưới dạng chuẩn với hai biến số sau : c1x1 + c2x2 max D = Từ ý nghĩa hình học ta biết rằng mỗi bất phương trình tuyến tính ai1x1 + ai2x2 ≤ bi xác định một nửa mặt phẳng. Như vậy miền ràn buộc D được xác định như là giao của m nửa mặt phẳng và sẽ là một đa giác lồi trên mặt phẳng.Phương trình c1x1 + c2x2 = α khi α thay đổi sẽ xác định trên mặt phẳng các đường song song với nhau mà ta sẽ gọi là các đường mức (với giá trị mức α).Mỗi điểm sẽ nằm trên một đường mức . Bài toán đặt ra có thể phát biểu theo ngôn ngữ hình học như sau:trong số các đường mức cắt tập D,hãy tìm đường mức với giá trị mức lớn nhất. Nếu dịch chuyển song song các đường mức theo hướng vectơ pháp tuyến của chúng thì giá trị mức sẽ tăng,nếu dịch chuyển theo hướng ngược lại thì giá trị mức sẽ giảm.Vì vậy để giải bài toán đặt ra,ta có thể tiến hành như sau. Bắt đầu từ một đường mức cắt D,ta dịch chuyển song song các đường mức theo hướng vectơ pháp tuyến (c1 ,c2) cho đến khi việc dịch chuyển tiếp theo làm cho đường mức không còn cắt D nữa thì dừng. Điểm của D(có thể nhiều điểm )nằm trên đường mức cuối cùng này sẽ là lời giải tối ưu cần tìm, còn giá trị hàm mục tiêu tại đó chính là giá trị tối ưu của bài toán. Ví dụ:Xét bài toán: F(x)_= 4x + 5y max Xét đường mức: 4x +5y =10. Đường mức này sẽ đi qua hai điểm (0,2) và (2.5, 0).Ta có x* =(3,2). Fmax =22. Và x* sẽ là một đỉnh của D. y x O x*** n B.PHÂN TÍCH BÀI BẤT PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN TRONG SÁCH GIÁO KHOA Phân tích sách giáo khoa Chúng ta sẽ đi vào phân tích sách Giáo khoa lớp 10 (Ban A_ ban khoa học tự nhiên)- Nhà xuất bản giáo dục 2006. Bố cục chung của sách: Chương I : Mệnh đề.Tập hợp. Chương II : Hàm số bậc nhất và hàm số bậc hai. Chương III : Phương trình.Hệ phương trình. Chương IV : Bất đẳng thức.Bất phương trình. Chương V : Thống kê. Chương VI : Cung và Góc lượng giác.Công thức lượng giác. Như vậy, ta có thể thấy nội dung các chương trong sách này nhiều hơn ở SGK chỉnh lý hợp nhất năm 2000: có thêm chương Thống kê, chương Góc lượng giác và công thức lượng giác. Trong đó, bài Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn nằm trong bố cục của chương IV: §1. Bất đẳng thức §2. Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất một ẩn. §3. Dấu của nhị thức bậc nhất. §4. Bất phương trình bậc nhất hai ẩn. §5. Dấu của tam thức bật hai. Và cách phân bổ từng bài trong chương II hợp lý về bố cục của chương,vì: -Chương III học về phương trình và hệ phương trình.Chương IV học về bất đẳng thức và hệ bất phương trình.Học sinh sẽ tiếp cận từ bất phương trình đến việc xác định các tập nghiệm,giao các tập nghiệm,dấu các nhị thức,tam thức,từ đó sẽ tiếp cận hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. - Rõ ràng cách phân bổ nội dung các chương và từng bài học trong chương IV như trên đã giảm bớt những phần không cần thiết và giúp học sinh đào sâu phần trọng tâm của từng chương, từng bài, nắm vững những kiến thức quan trọng. Phân tích nội dung §5.Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn:  Phân tích bố cục: bài học được trình bày gồm 3 ý: 1. Bất phương trình bậc nhất hai ẩn và miền nghiệm của nó. 2. Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. 3. Một ví dụ áp dụng vào bài toán kinh tế. ∆ Như vậy ta nhận thấy tác giả đã có cách trình bày bài hết sức ngắn gọn, hợp lý, thể hiện rõ trọng tâm của bài học mà học sinh cần nắm vững. Việc đã được trang bị những kiến thức trong những bài học trước nên phần trình bày lý thuyết và áp dụng được tác giả dàn trải đều. Việc thể hiện được trọng tâm của bài học ngay trong bố cục của bài là một sự thành công rất đáng chú ý, vì như vậy cả giáo viên và học sinh đều có thể nhìn thấy ngay trọng tâm của bài và đặt đúng mục tiêu cho việc dạy, việc học.  Phân tích nội dung: (trích dẫn nội dung sách: in nghiêng) 1.a.Bất phương trình bậc nhất hai ẩn Ta cũng gặp những bất phương trình có nhiều ẩn số,chẳng hạn 2x + y3 – z c ) trong đó a, b, c là những số thực đã cho, a và b không đồng thời bằng 0; x và y là các ẩn số.   ∆ Định nghĩa được phát biểu ngắn gọn nhưng đầy đủ về các dạng , điều kiện các hằng số, giúp cho học sinh có cái nhìn trực quan về bất phương trình bậc nhất hai ẩn. 1.b.Biểu diễn tập nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn Cũng như bất phương trình bậc nhất một ẩn,các bất phương trình bậc nhất hai ẩn thường có vô số nghiệm và để mô tả tập nghiệm của chúng,ta sử dụng phương pháp biểu diễn hình học Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, tập hợp các điểm có tọa độ là nghiệm của bất phương trình (1) được gọi là miền nghiệm của bất phương trình đó.  Người ta đã chứng minh được rằng trong mặt phẳng tọa độ Oxy, đường thẳng ax + by = c chia mặt phẳng thành hai nửa mặt phẳng, một trong hai nửa mặt phẳng đó là miền nghiệm của bất phương trình ax+ by ≤ c, nửa mặt phẳng kia là miền nghiệm của bất phương trình ax + by ≥ c. ∆ Phần này sách giáo khoa chưa rõ ràng trong việc mô tả miền nghiệm của bất phương trinh bậc nhất hai ẩn. Ở đây, mỗi bất phương trình đều có mang dấu “=” nên đường thẳng ax + by = c cùng thuộc miền nghiệm của cả hai bất phương trình.Do đó, để tránh dẫn tới sai lầm cho học sinh thì tác giả cần trình bày miền nghiệm của mỗi bất phương trình gồm nửa mặt phẳng kể cả bờ là đường thẳng ax + by =c. Từ đó ta có quy tắc thực hành biểu diễn hình học tập nghiệm( hay biểu diễn miền nghiệm ) của bất phương trình ax + by ≤ c nh ư sau (tương tự cho bất phương trình ax + by c): Bước 1. Trên mặt phẳng toạ độ Oxy,vẽ đường thẳng Δ:  HYPERLINK "" \o "Đại số 10/Chương II/§2. Hàm số y = ax - b" ax + by = c. Bước 2. Lấy một điểm M(x0; y0) không nằm trên Δ (ta thường lấy tại gốc toạ độ O) Bước 3.Tính ax0 + by0 và so sánh ax0 + by0 với c. Bước 4.Kết luận Nếu ax0 + by0 c thì nửa mặt phẳng bờ không chứa M0 là miền nghiệm của ax +by ≤ c CHÚ Ý: Miền nghiệm của bất phương trình ax + by c bỏ đi đường thẳng ax + by =c là miền nghiệm của bất phương trình ax +by 0 1c.Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. Tương tự hệ bất phương trình một ẩn Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn gồm một số bất phương trình bậc nhất hai ẩn x,y mà ta phải tìm nghiệm chung cuả chúng.Mỗi nghiệm chung đó được gọi là một nghiệm của hệ bất phương trình đã cho. Cũng như bất phương trình bậc nhất hai ẩn,ta có thể biểu diễn hình học tập nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. Ví dụ 2. Biểu diễn hình học tập nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn Giải.Vẽ các đường thẳng (d1): 3x +2y =6 (d2): x+ y = 4 (d3) : x= 0 (trục tung) (d4) : y =0 (trục hoành) Vì điểm M0(1 ; 1) có toạ độ thoã mãn tất cả các bất phương trình trong hệ trên nên ta tô đậm các nửa mặt phẳng bờ (d1) ; (d2) ;(d3) ; (d4) không chứa điểm M0.Miền không bị tô đậm(hình tứ giác OCIA kể cả 4 cạnh AI, IC, CO, OA ) trong hình vẽ là miền nghiệm của hệ đã cho. Hoạt động của học sinh : Biểu diễn hình học tập nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn ∆ Cách giải hệ bất phương trình được sách giáo khoa trình bày rõ ràng, đây là một trong những cách giải hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn,học sinh có thể tham khảo cách trinh bày này và áp dụng cho những bài tập sau này. Như vậy ta có thể thấy việc đan xen giữa lý thuyết và hình ảnh minh hoạ khiến cho học sinh có thể nắm bắt lý thuyết một cách sinh động,nắm vững những cơ chế ,công cụ khi tiếp cận những dạng toán về hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. Và nếu như mảng kiến thức dừng lại ở đây thì có lẽ học sinh sẽ không thấy được những ứng dụng rộng rãi của lý thuyết đã học ,cũng như những cái hay ,tầm quan trọng của hệ bất phương trình đã học,việc đưa vào sách giáo khoa thí điểm mảng kiến thức ‘áp dụng vào bài toán kinh tế’ là một việc làm hết sức quan trọng trong việc liên hệ giữa toán học và đời sống đối với học sinh,giúp học sinh tiếp nhận những thuộc tính của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn một cách lâu dài,tránh sự ghi nhớ máy móc như trước đây. 1.d. Áp dụng vào bài toán kinh tế Giải một số bài toán kinh tê thường dẫn đến việc xét nhưng hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn và giải chúng.Loại bài toán này được nguyên cứu trong ngành toán học có tên gọi là Quy hoạch tuyến tính.Sau đây ta sẽ xét một bài toán đơn giản thuộc loại đó Bài toán 1 Một phân xưởng có hai máy đặc chủng M1, M2 sản xuất hai loại sản phẩm kí hiệu là I và II. Một tấn sản phẩm laọi I lãi 2 triệu đồng, một tấn sản phẩm loại II lãi 1,6 triệu đồng. Muốn sản xuất một tấn sản phẩm loại I phải dùng máy M1 trong 3 giờ và máy M2 trong 1 giờ. Muốn sản xuất một tấn sản phẩm loại II phải dùng máy M1 trong 1 giờ và máy M2 trong 1 giờ. Một máy không thể dùng để sản xuất đồng thời hai loại sản phẩm. Máy M1 làm việc không quá 6 giờ trong một ngày, máy M2 một ngày chỉ làm việc không quá 4 giờ.Hãy đặt kế hoạch sản xuất sao cho tổng số tiền lãi cao nhất.. Giải.Gọi x,y theo thứ tự là số tấn sản phẩm loại I,loại II sản xuất trong một ngày (x.Như vậy tiền lãi mỗi ngày là L= 2x + 1,6y (triệu đồng) và số giờ làm việc (mỗi ngày ) của máy M1 là 3x +y và máy M2 là x +y. Vì mỗi ngày máy M1 chỉ làm việc không quá 6 giờ ,máy M2 không quá 4 giờ nên x,y phải thoã mãn hệ bất phương trình : (2) Bài toán trở thành: Trong các nghiệm của hệ bất phương trình (2), tìm nghiệm (x = x0 ; y = y0) sao cho L = 2x + 1,6y lớn nhất. Miền nghiệm của hệ bất phương trình (2) là tứ giác OAIC kể cả miền trong (gọi là miền tứ giác OAIC) xem ví dụ ở mục III hình 30. Người ta chứng minh được rằng biểu thức L= 2x + 1,6y đạt đuợc giá trị lớn nhất tại một trong các đỉnh tứ giác OAIC .Tính giá trị của biểu thức L= 2x +1,6y tại tất cả các đỉnh của tứ giác OAIC,ta thấy L lớn nhất khi x =1, y=3. Vậy để có số tiền lãi cao nhất ,mỗi ngày cần sản xuất 1 tấn sản phẩm loại I và 3 tấn sản phẩm loại III ∆ Đây là một sự chuyển đổi tích cực trong chương trình sách giáo khoa,trong việc đưa những lĩnh vực liên quan của toán học vào mảng kiến thức mà học sinh cần tiếp thu.Việc biết được những ứng dụng và tầm quan trọng của công cụ toán học trong thực tiễn giúp học sinh có cái nhìn đa chiều hơn về toán học,tránh việc học suông,ghi nhớ máy móc của học sinh. Cuối bài học là bài đọc thêm về ‘phương pháp tìm cực trị của biểu thức F= ax + by trên một miền đa giác’. Đây là một mảng kiến thức dành cho những học sinh đã nắm vững những lý thuyết đã được trình bày trong phần bài học;qua đó tạo điều kiện cho học sinh linh hoạt trong các phương pháp tìm cưc trị, đây là một phương pháp khá đơn giản , đựơc sách giáo khoa trình bày cô đọng ,dễ hiểu. ∆ Nhận xét chung: Nhìn chung,nội dung bài học tác giả trình bày rõ ràng và mạch lạc.Việc đưa vào những hình ảnh trực quan ,ví dụ minh hoạ giúp cho học sinh và giáo viên chủ động trong hoạt động hoạ tập.  Phân tích bài tập: (bài 1 - 3/ trang 99-100) Trong sách giáo khoa có 3 bài tập,chia làm hai loại. Loại thứ nhất: Biểu diễn hình học tập nghiệm của các bất phương trình 1. Biểu diễn hình học tập nghiệm của các bất phương trình bậc nhất hai ẩn sau a) –x + 2+ 2( y- 2) TÌNH HUỐNG DẠY HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH PHỔ THÔNG: Giáo án tham khảo  Chương IV: Phương trình và bất phương trình bậc hai. Bài: §4.BẤT PHƯƠNG TRÌNH.HỆ BẤT PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN ---------- Giáo sinh thực tập: HUỲNH QUANG HỮU Trường thực tập: THPT Nguyễn Trãi Lớp thực tập: 10A3 Giáo viên hướng dẫn: Cô Nguyễn Thị Bích Nga ---o0o--- I> Mục đích yêu cầu: - Học sinh hiểu Định nghĩa Bất phương trình,hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn (Liên hệ với việc vẽ đường thẳng,xác định bờ) - Học sinh biết xác định miền nghiệm,giao các miền nghiệm trên đồ thị. Áp dụng giải các bài toán kinh tế. II> Trọng tâm bài học: - Xác định miền nghiệm của bất phương trình. - Giải hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn. - Giải bài toán kinh tế bằng việc áp dụng của hệ bất phương trình bậc nhất 2 ẩn. III> Phương pháp giảng dạy: Phương pháp “Vấn đáp gợi mở” kết hợp với “Hoạt động nhóm”. IV> Tài liệu: sách giáo khoa Đại số 10 (Trần Văn Hạo(chủ biên). Tham khảo: sách phân ban (sách Bồi dưỡng Toán 10), phương pháp dạy học Toán. V> Các bước lên lớp: Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ Dạy bài mới Tóm tắt kiến thức vừa học Ra bài tập về nhà Phương pháp gợi mởNội dung bài dạy+ Ôn lại định lý về dấu của nhị thức bậc nhất: Nhị thức f(x)= ax + b có giá trị cùng dấu với hệ số a khi x lấy các giá trị trong khoảng ,trái dấu với hệ số a khi x lấy các giá trị trong khoảng . Thể hiện định lý trên bằng bảng xét dấu nhị thức như thế nào? §4.BẤT PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN . I. Bất phương trình bậc nhất hai ẩn -Tìm những giá trị (x, y, z) thoã (1) và (x , y) thoã (2). -Cho ví dụ cụ thể bất phương trình bậc nhất hai ẩn và những giá trị của ẩn thoã những bất phương trình đó? II.Biểu diễn hình học tập nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn -Biểu diễn hình học tập nghiệm của những bất phưong trình bậc nhất hai ẩn đã cho ví dụ. Xác định phương trình đường thẳng ,vẽ phương trình đường thẳng,biểu diễn tập nghiệm bằng đường gạch chéo III.Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn -Biểu diễn hình học tập nghiệm hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn trong sách giáo khoa. Có lấy những giá trị nghiệm trên đương thẳng không? Biểu diển tập nghiệm như thế nào? IV. Áp dụng vào bài toán kinh tế Bài toán có mối liên hệ như thế nào đối với hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn? Những phương án để có số tiền lãi cao có xác định được không? Phương án náo mang lại số tiền lãi cao nhất? Hướng dẫn bài tập về nhà: 1&2. Các bất phương trình được rút gọn về dạng đơn giản như thế nào? Xác định những phương trình đường thẳng cần vẽ? 3.Cần tìm giá trị lớn nhất của biểu thức nào? Bài tóan này có mấy ẩn? các ẩn nằm trong các khoảng giới hạn nào? +Giải bất phương trình: c ) trong đó a, b, c là những số thực đã cho, a và b không đồng thời bằng 0; x và y là các ẩn số. II.Biểu diễn hình học tập nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn Trong mặt phẳng toạ độ Oxy,tập hợp các diểm có toạ độ là nghiệm của bất phương trình (1) được gọi là miền nghiệm của nó. +Người ta đã chứng minh được rằng trong mặt phẳng tọa độ Oxy, đường thẳng (d): ax + by = c chia mặt phẳng thành hai nửa mặt phẳng, một trong hai nửa mặt phẳng ấy (kể cả bờ (d)) gồm các điểm có tọa độ thỏa mãn bất phương trình ax + by ≥ c, nửa mặt phẳng còn lại ( kể cả bờ (d)) gồm các điểm có tọa độ thỏa mãn bất phương trình ax + by ≤ c. +Từ đó ta có quy tắc thực hành biểu diễn hình học tập nghiệm( hay biểu diễn miền nghiệm ) của bất phương trình ax + by ≤ c nh ư sau (tương tự cho bất phương trình ax + by c): Bước 1. Trên mặt phẳng toạ độ Oxy,vẽ đường thẳng Δ:  HYPERLINK "" \o "Đại số 10/Chương II/§2. Hàm số y = ax - b" ax + by = c. Bước 2. Lấy một điểm M(x0; y0) không nằm trên Δ (ta thường lấy tại gốc toạ độ O) Bước 3.Tính ax0 + by0 và so sánh ax0 + by0 với c. Bước 4.Kết luận Nếu ax0 + by0 c thì nửa mặt phẳng bờ không chứa M0 là miền nghiệm của ax +by ≤ c .III.Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn gồm một số bất phương trình bậc nhất hai ẩn x,y mà ta phải tìm nghiệm chung cuả chúng.Mỗi nghiệm chung đó được gọi là một nghiệm của hệ bất phương trình đã cho. Cũng như bất phương trình bậc nhất hai ẩn,ta có thể biểu diễn hình học tập nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn IV. Áp dụng vào bài toán kinh tế Học sinh đọc bài toán trong sách giáo khoa Tham khảo cách giải của sách giáo khoa Giải một số bài toán kinh tê thường dẫn đến việc xét nhưng hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn và giải chúng.Loại bài toán này được nguyên cứu trong ngành toán học có tên gọi là Quy hoạch tuyến tính.Sau đây ta sẽ xét một bài toán đơn giản thuộc loại đó Bài toán 1 Một phân xưởng có hai máy đặc chủng M1, M2 sản xuất hai loại sản phẩm kí hiệu là I và II. Một tấn sản phẩm laọi I lãi 2 triệu đồng, một tấn sản phẩm loại II lãi 1,6 triệu đồng. Muốn sản xuất một tấn sản phẩm loại I phải dùng máy M1 trong 3 giờ và máy M2 trong 1 giờ. Muốn sản xuất một tấn sản phẩm loại II phải dùng máy M1 trong 1 giờ và máy M2 trong 1 giờ. Một máy không thể dùng để sản xuất đồng thời hai loại sản phẩm. Máy M1 làm việc không quá 6 giờ trong một ngày, máy M2 một ngày chỉ làm việc không quá 4 giờ.Hãy đặt kế hoạch sản xuất sao cho tổng số tiền lãi cao nhất.. Giải.Gọi x,y theo thứ tự là số tấn sản phẩm loại I,loại II sản xuất trong một ngày (x.Như vậy tiền lãi mỗi ngày là L= 2x + 1,6y (triệu đồng) và số giờ làm việc (mỗi ngày ) của máy M1 là 3x +y và máy M2 là x +y. Vì mỗi ngày máy M1 chỉ làm việc không quá 6 giờ ,máy M2 không quá 4 giờ nên x,y phải thoã mãn hệ bất phương trình : (2) Bài toán trở thành: Trong các nghiệm của hệ bất phương trình (2), tìm nghiệm (x = x0 ; y = y0) sao cho L = 2x + 1,6y lớn nhất. Miền nghiệm của hệ bất phương trình (2) là tứ giác OAIC kể cả miền trong (gọi là miền tứ giác OAIC) xem ví dụ ở mục III hình 30. Người ta chứng minh được rằng biểu thức L= 2x + 1,6y đạt đuợc giá trị lớn nhất tại một trong các đỉnh tứ giác OAIC .Tính giá trị của biểu thức L= 2x +1,6y tại tất cả các đỉnh của tứ giác OAIC,ta thấy L lớn nhất khi x =1, y=3. Vậy để có số tiền lãi cao nhất ,mỗi ngày cần sản xuất 1 tấn sản phẩm loại I và 3 tấn sản phẩm loại III Bài tập về nhà : Biễu diễn hình học tập nghiệm các bất phương trình bậc nhất hai ẩn sau : a.-x + 2 +2(y – 2) < 2(1 –x) ; b.3(x – 1) + 4(y – 2) < 5x -3 ; Biểu diễn hình học tập nghiệm của các hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn sau : a) b) 3.Bài tập 3 trong sách giáo khoa trang 99-100.  LỜI KẾT ---o0o--- Tập tiểu luận này là một số vấn đề về hệ bất phương trình bấc nhất hai ẩn ,những ứng dung của nó trong toán học;một số ý kiến đưa ra để phân tích việc dạy học Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn ở trường THPT, phân tích bài Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn trong sách Đại số 10- sách Giáo khoa –Ban khoa học tự nhiên của Bộ Giáo dục Đào tạo. Và một giáo án của bài Bất phương trình bậc hai để bạn đọc có thể tham khảo. Mong rằng nó có thể cung cấp những điều có ích cho những ai quan tâm tìm hiểu việc dạy học Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn ở trường THPT. Xin chân thành cảm ơn cô Lê Thị Hoài Châu đã truyền đạt và hướng dẫn người viết trong việc soạn bài tiểu luận này. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐÃ DÙNG ---o0o--- Sách giáo khoa Đại số 10- Ban khoa học tự nhiên- Các tác giả: Trần Văn Hạo (tổng chủ biên) và Cam Duy Lễ- Nhà xuất bản Giáo Dục 2005. Giáo án môn Đại số lớp 10- Trần Nguyên Ái- 2006.  HYPERLINK "" www.thuvienkhoahoc.com.vn  HYPERLINK "" www.toanthpt.net Đại số 10 nâng cao- Nhà xuất bản giáo dục. 6.Các phương pháp tối ưu- Gs Trần vũ Thiệu. MỤC LỤC Dạy học bất phương trình bậc nhất hai ẩn và những ứng dụng trang1 trong toán học 1.Lý do chọn đề tài. 2.Mục đích của đề tài. 3.Phương pháp nguyên cứu. Nội dung nguyên cứu A.Bất phương trình bậc nhất hai ẩn và những ứng dụng trong toán học trang 2 A1.Bất phương trình bậc nhất hai ẩn A2.Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn A3. Ứng dụng của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn trang 3 trong phương pháp tìm cực trị. A4. Ứng dụng của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn trang 6 trong bài toán king tế. A5. Ứng dụng bất phương trình bậc nhất hai ẩn trong bài trang 7 toán quy hoạch tuyến tính. B.Phân tích sách giáo khoa trang 9 C.Tình huống dạy học ở trưòng phổ thông trang 17 Lời kết trang 22 Các tài liệu tham khảo trang 22 ∆∆∆

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDạy học bất phương trình bậc nhất hai ẩn và những ứng dụng trong toán học (môn đại số - lớp 10).doc
Luận văn liên quan