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【初中数学】不等式运算时产生的“虚假解”

【初中数学】不等式运算时产生的“虚假解”
几个月前,吴老师发给我这样一个问题:
下面是吴老师的解答
她问我:“解答有没有问题?”
我看了一遍:“没有问题。”
她说:“那为什么和参考答案的不一样?”
我也有点奇怪,又验算了一遍,还是没有问题。
我说,等我拿草稿纸写一遍,
代入,消元,甚至线性规划的可行域都画了,计算过程我反复看了好几遍,始终没有问题。
那么,问题只能出在对题目的理解上。
往下思考整理,其实是关于不等式的一个深刻问题
一、不等式范围的含义
在初中阶段,如果给出一个变量的范围,那么我们默认:这个范围里面的每一个数字都是可以取到的,比如
代表x能够取到1到3之间的全体实数,且最小值是1,最大值是3。
但是,这种想法会随着后续集合的学习慢慢发生变化,例如:
由大于1推导出大于0,这句话显然是正确的,但是,后面的y范围被放大了
也就是说,虽然后面的不等式y≥0也是正确的,但是y并不能够取到这个范围内的所有数(0到1之间的就取不到),且0也不是y的最小值,只是它的一个下界。
那么,如果有一道题,你算出y>1,选项里面写着y>0,算不算对?
先说结论:如果要较真的话,这个命题是算对的,
但是考试里面,不能选!!!
原因是:考试里面要选择的是精确的范围(充要条件),而你选择的是偏大的范围(必要条件)
从集合角度来说,必须选择一个完全相等的集合,而不是更大的集合。
二、题目错在哪?
我先给一个简单的例子:如果x,y都是非负数,满足
那么x+2y的取值范围是多少?
做法1:
做法2:
可以看到,做法1消去了字母x,只考虑y的范围,答案是0到2.
做法2直接根据每个字母的范围,取最大或最小,答案是0到3.
显然,做法1显得更精确合理,因为它是可以取到两个端点0和2的
而做法2算出来的范围0到3,其中3是无法取到的。
那么,做法2就是错误的做法吗?也不对
相当于做法1求出了小明是杭州人,
而做法2求出了小明是浙江人,只是不够精准,但不算错误。
但是!!!!!(高亮提醒),
这只是在算范围的时候不算错误,但是在算最值的时候,就不对了
如果你根据做法2,得到x+2y的最大值为3,那就大错特错了!
言归正传,回到原题,吴老师的做法是消元,再代入其中一个字母的范围,最后得到代数式的范围,毫无疑问,这是最精确的,也是正确的。
但是题目前面示范的做法,是分别算出
然后简单粗暴地将他们相加,得到x+y的范围,这个范围是很“粗糙”的,
因为x,y存在等式制约,并不是独立的两个变量,很难取到范围的边界点。
但是它错了吗?也并没有,只是算得没那么准而已。
对应我上面的做法2.
所以,为什么吴老师的做法反而不对呢?
来看题目中的一行字:
也就是说,它题干里用的什么方法,你就得用什么方法,哪怕它的方法比较辣鸡,哪怕你的方法算的范围更精准,但是题目要求高于一切。
辣鸡题目,不做也罢。
三、有关的一个一次函数问题
以前,我在他们的考试中发现一道有错误的题:

很多同学,包括老师讲解的时候,都把-3和3当作y的最大最小值处理,最后两点确定一直线,求出k的答案。

但是我认为这是不对的,比如0<y<1,它也算在-3到3之间,

题目的意思,应该是在自变量x取0到3的时候,y的取值不能超出-3到3这个范围,而不是要取满-3和3之间的所有数。

因此最后k是一个取值范围,而不是值。

有的老师觉得,初中阶段都是这么理解的,没啥问题
我觉得,既然出题就严谨一点,
要么就是从动态的角度,求k的取值范围,
如果一定要求k的值,
那么题干只要把y改成最大最小值是3和-3就可以了。

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