话说不等号
2008-06-16王嵘
王 嵘
数量有大小之分,有大小,就会有等或不等的关系.用等式可以研究相等关系,要研究不等关系也需要专门的数学工具,这就是不等式.人教版《数学》(七年级 下册)第九章“不等式与不等式组”研究了不等式的性质、一元一次不等式及其应用等.在学习这些知识的同时,我们又接触到了一个新的数学符号——“不等号(sign of inequality)”,也就是用于表示不等关系的符号.现在常用的不等号有表1所示的几种.
表1
其中,符号“>”和“<”是由英国著名的代数学家哈里奥特(Thomas Harriot)于1631年开始使用的,但当时并没有被数学界所接受,直到100多年后,才逐渐成为标准的应用符号.根据德国数学家哥德巴赫在1734年1月写给欧拉的信中所述,符号“≥”和“≤”是由法国数学家布盖(Pierre Bouguer)首先采用的,后来逐渐流行开来.
符号“>”和“<”分别表示大于和小于,它们的含义很明确.那么如何理解符号“ ≥”和“≤ ”的含义呢?
如果a和b是两个常数,则a≥b表示a > b和a = b有且仅有一个成立,因此3≥3和3≥2都是正确的;a ≤ b表示a < b和a = b有且仅有一个成立,因此3≤3和3≤4都是正确的.
如果x是变数,a是常数,则x≥a表示x既可以取a,也可以取大于a的值,如x≥3表示x可以取3和大于3的所有的值;x≤a表示x既可以取a,也可以取小于a的值,如x≤3表示x可以取3和小于3的所有的值.
不等号在我们的日常生活中经常出现,比较常见的就是区间(范围)情境的描述.例如,邮寄印刷品的质量为101 g~200 g时,所需的本埠(县)邮资为0.6元;在某些地方坐计程车,从一开车到行驶3 km以内(含3 km)时,车资为10元等.
其实,区间可以当做不等号的一种方式,也就是说,假设邮寄印刷品的质量为x g,那么当101≤x≤200时,所需的本埠(县)邮资都是0.6元;假设搭乘计程车行驶的距离为ykm,那么当0 < y≤3时,车资都是10元.
在数学上,区间的符号有圆括号和方括号两种,通常当一个区间(范围)不包含端点时,例如用 “<”或“>”表示的取值范围,则用圆括号来表示区间,像101 < x < 200可以表示成(101,200);当一个区间(范围)包括两个端点时,例如用 “≤”或“≥” 表示的取值范围,则用方括号来表示区间,像101≤x≤200可以表示成[101,200];当一个区间(范围)包括一个端点时,例如用“<”与“≤”或“>”与“≥”表示的取值范围,则方括号与圆括号并用来表示区间,像0 < x≤3可以表示成(0,3],0≤x < 3可以表示成[0,3).关于区间的更多知识,我们会在高中阶段学习.
不等号只是数学符号大家族中的一员,中学阶段使用的数学符号就有上百种,每种符号都有一个小故事.如果有兴趣,大家不妨去查查资料,了解它们的来龙去脉,就会发现数学符号的创造也闪现着数学家们的奇智奇思.数学符号为数学这门学科的发展提供了有利的条件,使得表达数学内容变得更简洁方便,从而起到提高计算效率、推动深入研究等作用.
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