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3.7 Regions - 教材全解

不等式区域 - 掌握通过图像阴影表示不等式组的满足区域,学会边界线的虚实判断和多区域交集

## 教材全解(不等式区域的图像表示)

核心规则

通过图像阴影标识满足线性或二次不等式的区域,关键结论与绘图规则如下:

1. 区域与曲线的上下关系

  • \( y < f(x) \):坐标平面中,曲线 \( y = f(x) \) 下方的点满足该不等式;
  • \( y > f(x) \):坐标平面中,曲线 \( y = f(x) \) 上方的点满足该不等式。

2. 边界线的虚实规则

  • 若不等式为 \( y > f(x) \) 或 \( y < f(x) \),曲线 \( y = f(x) \) 不包含在区域内,用虚线表示;
  • 若不等式为 \( y \geq f(x) \) 或 \( y \leq f(x) \),曲线 \( y = f(x) \) 包含在区域内,用实线表示。

3. 多不等式区域的绘制步骤(以Example 13为例)

需满足 \( y \geq -4 \),\( x < 5 \),\( y \leq 3x + 2 \),\( x > 0 \):

绘制多不等式区域的步骤
  1. 绘制各边界线,区分虚实
    • \( x = 0 \)(\( x > 0 \),不包含边界)、\( x = 5 \)(\( x < 5 \),不包含边界)用虚线
    • \( y = -4 \)(\( y \geq -4 \),包含边界)、\( y = 3x + 2 \)(\( y \leq 3x + 2 \),包含边界)用实线
  2. 确定每个不等式的区域,取交集:多不等式同时满足的重叠区域。
  3. 测试区域内一点:如\( (1, 2) \),验证是否满足所有不等式,确保阴影区域正确。

## 章节练习(巩固区域表示与不等式组)

1. 直线型不等式组的区域与交点(习题6)

已知直线 \( y = x + 1 \),\( y = 7 - x \),\( x = 1 \):

练习题
  • a. 求这些直线的交点坐标;
  • b. 写出阴影区域对应的不等式组。

2. 曲线与直线结合的不等式组(习题7)

已知曲线 \( y = 2 - 5x - x^2 \),直线 \( 2x + y = 0 \),\( x + y = 4 \),写出阴影区域对应的不等式组。

3. 综合练习:阴影区域的绘制与分析(习题8)

练习题
  • a. 在坐标网格中,阴影表示满足 \( y < x + 4 \),\( y + 5x + 3 \geq 0 \),\( y \geq -1 \),\( x < 2 \) 的区域;
  • b. 求阴影区域的顶点坐标;
  • c. 判断哪些顶点包含在不等式区域内;
  • d. 计算阴影区域的面积。

## 章节总结(核心要点与思想方法)

1. 核心规则

不等式区域的基本规则
  • 不等式 \( y \Box f(x) \)(\( \Box \) 为 \( >, <, \geq, \leq \))的区域:根据"上下关系"判断,\( >/\geq \) 对应上方,\( 下方;
  • 边界线虚实:包含边界(\( \geq, \leq \))用实线,不包含边界(\( >, < \))用虚线

2. 多不等式区域的绘制逻辑

多不等式(如 \( A, B, C \))的满足区域是各不等式区域的交集(同时满足 \( A \) 且 \( B \) 且 \( C \) 的重叠部分)。

3. 思想方法

数形结合与分步验证思想
  • 数形结合:将抽象的不等式组转化为直观的图像阴影区域,简化条件判断;
  • 分步验证:绘制多不等式区域时,分步处理每个不等式的区域,再通过"测试点"验证重叠区域的正确性。

4. 易错点

常见错误提醒
  • 混淆边界线的虚实(尤其 \( >/< \) 与 \( \geq/\leq \) 的区别);
  • 多不等式区域取"交集"时,误判重叠范围;
  • 测试点选择不当,导致区域判断错误。