例 1 关于 $ x $ 的不等式 $\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$ 与 $\frac{x}{3} > a$ 的解集相同,求 $ a $ 的值.
分析:两个不等式的解集相同,先分别解两个关于 $ x $ 的不等式,得到 $ x > \frac{5a - 6}{8} $ 和 $ x > 3a $. 根据题意,得 $\frac{5a - 6}{8} = 3a$,再解关于 $ a $ 的一元一次方程即可.
解:对于 $\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$,去分母,得 $ 2(4x - a) > 3a - 6 $.
去括号,得 $ 8x - 2a > 3a - 6 $. 移项,合并同类项,得 $ 8x > 5a - 6 $.
系数化为 1,得 $ x > \frac{5a - 6}{8} $. 对于 $\frac{x}{3} > a$,去分母,得 $ x > 3a $.
$\because$ 不等式 $\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$ 与 $\frac{x}{3} > a$ 的解集相同,$\therefore \frac{5a - 6}{8} = 3a$,解得 $ a = -\frac{6}{19} $.
分析:两个不等式的解集相同,先分别解两个关于 $ x $ 的不等式,得到 $ x > \frac{5a - 6}{8} $ 和 $ x > 3a $. 根据题意,得 $\frac{5a - 6}{8} = 3a$,再解关于 $ a $ 的一元一次方程即可.
解:对于 $\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$,去分母,得 $ 2(4x - a) > 3a - 6 $.
去括号,得 $ 8x - 2a > 3a - 6 $. 移项,合并同类项,得 $ 8x > 5a - 6 $.
系数化为 1,得 $ x > \frac{5a - 6}{8} $. 对于 $\frac{x}{3} > a$,去分母,得 $ x > 3a $.
$\because$ 不等式 $\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$ 与 $\frac{x}{3} > a$ 的解集相同,$\therefore \frac{5a - 6}{8} = 3a$,解得 $ a = -\frac{6}{19} $.
答案
解:
解不等式$\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$:
去分母得:$2(4x - a) > 3a - 6$,
去括号得:$8x - 2a > 3a - 6$,
移项,合并同类项得:$8x > 5a - 6$,
系数化为$1$得:$x > \frac{5a - 6}{8}$。
解不等式$\frac{x}{3} > a$:
去分母得:$x > 3a$。
因为两个不等式的解集相同,所以$\frac{5a - 6}{8} = 3a$,
去分母得:$5a - 6 = 24a$,
移项,合并同类项得:$-19a = 6$,
系数化为$1$得:$a = -\frac{6}{19}$。
综上,$a$的值为$-\frac{6}{19}$。
解不等式$\frac{4x - a}{3} > \frac{a}{2} - 1$:
去分母得:$2(4x - a) > 3a - 6$,
去括号得:$8x - 2a > 3a - 6$,
移项,合并同类项得:$8x > 5a - 6$,
系数化为$1$得:$x > \frac{5a - 6}{8}$。
解不等式$\frac{x}{3} > a$:
去分母得:$x > 3a$。
因为两个不等式的解集相同,所以$\frac{5a - 6}{8} = 3a$,
去分母得:$5a - 6 = 24a$,
移项,合并同类项得:$-19a = 6$,
系数化为$1$得:$a = -\frac{6}{19}$。
综上,$a$的值为$-\frac{6}{19}$。
变式:已知不等式 $ 6x - 1 > 2(x + m) - 3 $,若它的解集与不等式 $\frac{x - 6}{2} + 3 < x + 1$ 的解集相同,则 $ m = $
$-3$
;若它的解都是不等式 $\frac{x - 5}{2} + 1 < x + 3$ 的解,则 $ m $ 的取值范围为$m≥ -17$
.答案
$-3$ $m≥ -17$
解析
【解析】
1. 求解不等式 $6x - 1 > 2(x + m) - 3$:
展开右边得:$6x - 1 > 2x + 2m - 3$
移项合并同类项:$4x > 2m - 2$
系数化为1:$x > \frac{m - 1}{2}$
2. 求解不等式 $\frac{x - 6}{2} + 3 < x + 1$:
左边化简:$\frac{x - 6 + 6}{2} < x + 1$,即 $\frac{x}{2} < x + 1$
移项合并同类项:$-\frac{x}{2} < 1$
系数化为1:$x > -2$
因两不等式解集相同,故 $\frac{m - 1}{2} = -2$,解得 $m = -3$
3. 求解不等式 $\frac{x - 5}{2} + 1 < x + 3$:
左边化简:$\frac{x - 5 + 2}{2} < x + 3$,即 $\frac{x - 3}{2} < x + 3$
两边乘2:$x - 3 < 2x + 6$
移项合并同类项:$-x < 9$
系数化为1:$x > -9$
因第一个不等式的解都是该不等式的解,故 $\frac{m - 1}{2} ≥ -9$
解得:$m ≥ -17$
【答案】
$m=-3$;$m≥ -17$
【知识点】
一元一次不等式解法,不等式解集关系
【点评】
本题考查一元一次不等式的求解及解集关系的应用,需熟练掌握一元一次不等式的解题步骤,根据解集的等量或包含关系准确列方程或不等式求解参数。
1. 求解不等式 $6x - 1 > 2(x + m) - 3$:
展开右边得:$6x - 1 > 2x + 2m - 3$
移项合并同类项:$4x > 2m - 2$
系数化为1:$x > \frac{m - 1}{2}$
2. 求解不等式 $\frac{x - 6}{2} + 3 < x + 1$:
左边化简:$\frac{x - 6 + 6}{2} < x + 1$,即 $\frac{x}{2} < x + 1$
移项合并同类项:$-\frac{x}{2} < 1$
系数化为1:$x > -2$
因两不等式解集相同,故 $\frac{m - 1}{2} = -2$,解得 $m = -3$
3. 求解不等式 $\frac{x - 5}{2} + 1 < x + 3$:
左边化简:$\frac{x - 5 + 2}{2} < x + 3$,即 $\frac{x - 3}{2} < x + 3$
两边乘2:$x - 3 < 2x + 6$
移项合并同类项:$-x < 9$
系数化为1:$x > -9$
因第一个不等式的解都是该不等式的解,故 $\frac{m - 1}{2} ≥ -9$
解得:$m ≥ -17$
【答案】
$m=-3$;$m≥ -17$
【知识点】
一元一次不等式解法,不等式解集关系
【点评】
本题考查一元一次不等式的求解及解集关系的应用,需熟练掌握一元一次不等式的解题步骤,根据解集的等量或包含关系准确列方程或不等式求解参数。
例 2 已知关于 $ x $,$ y $ 的方程组 $\begin{cases}2x + y = 1 + 3m \\ x + 2y = 1 - m\end{cases}$ 的解满足 $ x + y < 0 $,求 $ m $ 的取值范围.
分析:先求出方程组的解,用 $ m $ 分别表示出 $ x $ 和 $ y $,再代入不等式 $ x + y < 0 $,得到一个关于 $ m $ 的一元一次不等式,求出 $ m $ 的取值范围即可. 也可以利用整体思想,将两方程相加求出 $ x + y $ 的值,即可得出关于 $ m $ 的不等式,求出不等式的解即可.
解:方程组 $\begin{cases}2x + y = 1 + 3m &①\\ x + 2y = 1 - m &②\end{cases}$
$① + ②$,得 $ 3x + 3y = 2 + 2m $,解得 $ x + y = \frac{2}{3} + \frac{2}{3}m $.
$\because$ 方程组 $\begin{cases}2x + y = 1 + 3m \\ x + 2y = 1 - m\end{cases}$ 的解满足 $ x + y < 0 $,$\therefore \frac{2}{3} + \frac{2}{3}m < 0 $,解得 $ m < -1 $.
分析:先求出方程组的解,用 $ m $ 分别表示出 $ x $ 和 $ y $,再代入不等式 $ x + y < 0 $,得到一个关于 $ m $ 的一元一次不等式,求出 $ m $ 的取值范围即可. 也可以利用整体思想,将两方程相加求出 $ x + y $ 的值,即可得出关于 $ m $ 的不等式,求出不等式的解即可.
解:方程组 $\begin{cases}2x + y = 1 + 3m &①\\ x + 2y = 1 - m &②\end{cases}$
$① + ②$,得 $ 3x + 3y = 2 + 2m $,解得 $ x + y = \frac{2}{3} + \frac{2}{3}m $.
$\because$ 方程组 $\begin{cases}2x + y = 1 + 3m \\ x + 2y = 1 - m\end{cases}$ 的解满足 $ x + y < 0 $,$\therefore \frac{2}{3} + \frac{2}{3}m < 0 $,解得 $ m < -1 $.
答案
解:
方程组为
$\begin{cases}2x + y = 1 + 3m \quad ① \\x + 2y = 1 - m \quad ②\end{cases}$
将方程$①$和方程$②$相加,得到:
$3x + 3y = 2 + 2m$
从上式可以解出:
$x + y = \frac{2 + 2m}{3} = \frac{2}{3} + \frac{2}{3}m$
根据题目条件,有:
$x + y < 0$
代入之前求得的$x + y$的表达式,得:
$\frac{2}{3} + \frac{2}{3}m < 0$
解这个不等式,得到:
$m < -1$
方程组为
$\begin{cases}2x + y = 1 + 3m \quad ① \\x + 2y = 1 - m \quad ②\end{cases}$
将方程$①$和方程$②$相加,得到:
$3x + 3y = 2 + 2m$
从上式可以解出:
$x + y = \frac{2 + 2m}{3} = \frac{2}{3} + \frac{2}{3}m$
根据题目条件,有:
$x + y < 0$
代入之前求得的$x + y$的表达式,得:
$\frac{2}{3} + \frac{2}{3}m < 0$
解这个不等式,得到:
$m < -1$
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