12. 定义一种新运算:$a\otimes b=a-ab$.例如:$2\otimes 3=2-2× 3=-4$.根据上述定义,不等式组$\begin{cases}2\otimes x≥ -1,\\x\otimes 2≤ 1\end{cases}$的整数解为________.
答案
$-1,0,1$
解析
根据新运算定义$a\otimes b = a - ab$,先化简不等式组:
1. 对于$2\otimes x≥ -1$,代入定义得:$2 - 2x≥ -1$,移项得$-2x≥ -3$,两边同除以$-2$(不等号变向),解得$x≤ \frac{3}{2}$;
2. 对于$x\otimes 2≤ 1$,代入定义得:$x - 2x≤ 1$,化简得$-x≤ 1$,两边同除以$-1$(不等号变向),解得$x≥ -1$。
所以不等式组的解集为$-1≤ x≤ 1.5$,其整数解为$-1,0,1$。
1. 对于$2\otimes x≥ -1$,代入定义得:$2 - 2x≥ -1$,移项得$-2x≥ -3$,两边同除以$-2$(不等号变向),解得$x≤ \frac{3}{2}$;
2. 对于$x\otimes 2≤ 1$,代入定义得:$x - 2x≤ 1$,化简得$-x≤ 1$,两边同除以$-1$(不等号变向),解得$x≥ -1$。
所以不等式组的解集为$-1≤ x≤ 1.5$,其整数解为$-1,0,1$。
13. 一位同学在编程课上设计了一个运算程序,如图所示.

按上述程序进行运算,程序运行到"判断结果是否大于或等于23"为一次运行.
(1) 若 $ x=6 $,则该程序需要运行多少次才停止?
(2) 若该程序第一次运行后未停止,第二次运行后停止了,求 $ x $ 的取值范围.
按上述程序进行运算,程序运行到"判断结果是否大于或等于23"为一次运行.
(1) 若 $ x=6 $,则该程序需要运行多少次才停止?
(2) 若该程序第一次运行后未停止,第二次运行后停止了,求 $ x $ 的取值范围.
答案
(1) 3次;
(2) $8 ≤ x < 13$
(2) $8 ≤ x < 13$
解析
(1) 当$x=6$时,
第一次运行:$2×6 - 3 = 9$,$9 < 23$,未停止;
第二次运行:$2×9 - 3 = 15$,$15 < 23$,未停止;
第三次运行:$2×15 - 3 = 27$,$27 ≥ 23$,停止。
故程序需要运行3次才停止。
(2) 由题意,第一次运行后未停止,得:$2x - 3 < 23$;
第二次运行后停止,得:$2(2x - 3) - 3 ≥ 23$。
解不等式$2x - 3 < 23$,得$x < 13$;
解不等式$2(2x - 3) - 3 ≥ 23$,化简得$4x - 9 ≥ 23$,解得$x ≥ 8$。
所以$x$的取值范围是$8 ≤ x < 13$。
第一次运行:$2×6 - 3 = 9$,$9 < 23$,未停止;
第二次运行:$2×9 - 3 = 15$,$15 < 23$,未停止;
第三次运行:$2×15 - 3 = 27$,$27 ≥ 23$,停止。
故程序需要运行3次才停止。
(2) 由题意,第一次运行后未停止,得:$2x - 3 < 23$;
第二次运行后停止,得:$2(2x - 3) - 3 ≥ 23$。
解不等式$2x - 3 < 23$,得$x < 13$;
解不等式$2(2x - 3) - 3 ≥ 23$,化简得$4x - 9 ≥ 23$,解得$x ≥ 8$。
所以$x$的取值范围是$8 ≤ x < 13$。
14. 已知方程组$\begin{cases} x+y=-7-m, \\ x-y=1+3m \end{cases}$的解满足$x$为非正数,$y$为负数.
(1)求$m$的取值范围;
(2)化简:$|m-3|-|m-2|$;
(3)在$m$的取值范围内,当$m$为何整数时,不等式$2mx + x < 2m + 1$的解集为$x>1$?
(1)求$m$的取值范围;
(2)化简:$|m-3|-|m-2|$;
(3)在$m$的取值范围内,当$m$为何整数时,不等式$2mx + x < 2m + 1$的解集为$x>1$?
答案
(1)$-2<m≤3$;(2)当$-2<m≤2$时,结果为1;当$2<m≤3$时,结果为$5-2m$;(3)$m=-1$
解析
(1)解方程组$\begin{cases}x+y=-7-m \\x-y=1+3m\end{cases}$,两式相加得$2x=2m-6$,解得$x=m-3$;两式相减得$2y=-4m-8$,解得$y=-2m-4$。根据题意,$x$为非正数则$m-3≤0$,$y$为负数则$-2m-4<0$,联立不等式组$\begin{cases}m-3≤0 \\-2m-4<0\end{cases}$,解得$-2<m≤3$。(2)由$-2<m≤3$,分情况化简:当$-2<m≤2$时,$|m-3|=3-m$,$|m-2|=2-m$,原式$=(3-m)-(2-m)=1$;当$2<m≤3$时,$|m-3|=3-m$,$|m-2|=m-2$,原式$=(3-m)-(m-2)=5-2m$。(3)不等式$2mx+x<2m+1$整理为$x(2m+1)<2m+1$,其解集为$x>1$,根据不等式性质,不等号方向改变,故$2m+1<0$,解得$m<-\frac{1}{2}$。结合$m$的范围$-2<m≤3$,得$-2<m<-\frac{1}{2}$,在此范围内的整数$m=-1$。
15.【阅读感悟】
不等式$\frac{x - a}{x - b} > 0$可等价转化为不等式组$\begin{cases} x - a > 0, \\ x - b > 0 \end{cases}$或$\begin{cases} x - a < 0, \\ x - b < 0, \end{cases}$不等式$(x - a) · (x - b) > 0$也可等价转化为不等式组$\begin{cases} x - a > 0, \\ x - b > 0 \end{cases}$或$\begin{cases} x - a < 0, \\ x - b < 0. \end{cases}$我们把不等式$\frac{x - a}{x - b} > 0$与$(x - a)(x - b) > 0$称为“同解不等式”.
【概念理解】
(1)下列属于“同解不等式”的是.
①$\frac{x + 1}{x - 2} < 0$与$(x + 1)(x - 2) ≤ 0$;
②$\frac{x - 1}{x + 2} < 0$与$(x + 1)(x - 2) < 0$;
③$\frac{x - 2}{x + 1} ≥ 0$与$(x - 2)(x + 1) ≥ 0$;
④$\frac{x - 1}{x + 2} < 0$与$(x - 1)(x + 2) < 0$.
【问题解决】
(2)解不等式:$\frac{x - 3}{x + 2} ≤ 0$.
【拓展延伸】
(3)不等式$x(x + 1)(x - 1) < 0$的解集是.
不等式$\frac{x - a}{x - b} > 0$可等价转化为不等式组$\begin{cases} x - a > 0, \\ x - b > 0 \end{cases}$或$\begin{cases} x - a < 0, \\ x - b < 0, \end{cases}$不等式$(x - a) · (x - b) > 0$也可等价转化为不等式组$\begin{cases} x - a > 0, \\ x - b > 0 \end{cases}$或$\begin{cases} x - a < 0, \\ x - b < 0. \end{cases}$我们把不等式$\frac{x - a}{x - b} > 0$与$(x - a)(x - b) > 0$称为“同解不等式”.
【概念理解】
(1)下列属于“同解不等式”的是.
①$\frac{x + 1}{x - 2} < 0$与$(x + 1)(x - 2) ≤ 0$;
②$\frac{x - 1}{x + 2} < 0$与$(x + 1)(x - 2) < 0$;
③$\frac{x - 2}{x + 1} ≥ 0$与$(x - 2)(x + 1) ≥ 0$;
④$\frac{x - 1}{x + 2} < 0$与$(x - 1)(x + 2) < 0$.
【问题解决】
(2)解不等式:$\frac{x - 3}{x + 2} ≤ 0$.
【拓展延伸】
(3)不等式$x(x + 1)(x - 1) < 0$的解集是.
答案
(1)④;(2)$-2<x≤3$;(3)$x<-1$或$0<x<1$
解析
(1)根据“同解不等式”定义,分式不等式$\frac{x-a}{x-b}$与整式不等式$(x-a)(x-b)$需满足不等号方向一致且分式分母不为0。逐一分析:
①分式$\frac{x+1}{x-2}<0$对应整式应为$(x+1)(x-2)<0$,给出的是$≤0$,不符;
②分式$\frac{x-1}{x+2}<0$对应整式应为$(x-1)(x+2)<0$,给出的是$(x+1)(x-2)<0$,不符;
③分式$\frac{x-2}{x+1}≥0$中$x≠-1$,对应整式$(x-2)(x+1)≥0$包含$x=-1$,不符;
④分式$\frac{x-1}{x+2}<0$等价于$(x-1)(x+2)<0$,符合定义,故(1)选④。
(2)不等式$\frac{x-3}{x+2}≤0$等价于$\begin{cases}(x-3)(x+2)≤0 \\ x+2≠0\end{cases}$,解$(x-3)(x+2)≤0$得$-2≤ x≤3$,结合$x≠-2$,得解集为$-2<x≤3$。
(3)用数轴穿根法,不等式$x(x+1)(x-1)<0$的根为$-1、0、1$,穿线后小于0的区间为$x<-1$或$0<x<1$。
①分式$\frac{x+1}{x-2}<0$对应整式应为$(x+1)(x-2)<0$,给出的是$≤0$,不符;
②分式$\frac{x-1}{x+2}<0$对应整式应为$(x-1)(x+2)<0$,给出的是$(x+1)(x-2)<0$,不符;
③分式$\frac{x-2}{x+1}≥0$中$x≠-1$,对应整式$(x-2)(x+1)≥0$包含$x=-1$,不符;
④分式$\frac{x-1}{x+2}<0$等价于$(x-1)(x+2)<0$,符合定义,故(1)选④。
(2)不等式$\frac{x-3}{x+2}≤0$等价于$\begin{cases}(x-3)(x+2)≤0 \\ x+2≠0\end{cases}$,解$(x-3)(x+2)≤0$得$-2≤ x≤3$,结合$x≠-2$,得解集为$-2<x≤3$。
(3)用数轴穿根法,不等式$x(x+1)(x-1)<0$的根为$-1、0、1$,穿线后小于0的区间为$x<-1$或$0<x<1$。
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