常见不等式通用解法 (2)
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常见不等式通用解法总结
一、基础的一元二次不等式,可化为类似一元二次不等式的不等式
①基础一元二次不等式
如2260x x --<,2210x x -->,对于这样能够直接配方或者因式分解的基础一元二次不等式,重点关注解区间的“形状”。
当二次项系数大于0,不等号为小于(或小于等于号)时,解区间为两根的中间。
2260x x --<的解为3(,2)2
- 当二次项系数大于0,不等号为大于(或大于等于号)时,解区间为两根的两边。 2210x x -->
的解为(,1(1)-∞⋃+∞
当二次项系数小于0时,化成二次项系数大于0的情况考虑。 ②可化为类似一元二次不等式的不等式(换元)
如1392x x +->,令3x t =,原不等式就变为2320t t -+<,再算出t 的范围,进而算出x 的范围
又如2432x ax >+
,令2t x =,再对a 进行分类讨论来确定不等式的解集
③含参数的一元二次不等式 解法步骤总结:
如不等式210x ax ++>,首先发现二次项系数大于0,而且此不等式无法直接看出两根,所以,讨论24a ∆=-的正负性即可。
此不等式的解集为0,0,{|}20,()R a x R x ⎧⎪∆<⎪⎪∆=∈≠-⎨⎪⎪⎪∆>-∞⋃+∞⎩ 又如不等式223()0x a a x a -++>,发现其可以通过因式分解化为2()()0x a x a -->,所以只需要判定2a 和a 的大小即可。
此不等式的解集为2201,{|}01,(,)(,)01,(,)(,)
a or a x R x a a a a a or a a a ==∈≠⎧⎪<<-∞⋃+∞⎨⎪<>-∞⋃+∞⎩
又如不等式22(1)40ax a x -++>,注意:有些同学发现其可以因式分解,就直接写成
(2)(2)0ax x -->,然后开始判断两根
2a
和2的大小关系,这样做是有问题的。 事实上,这个题目中并没有说此不等式一定是一元二次不等式,所以参数a 是有可能为0的。讨论完0a =的情况再讨论0a <和0a >的情况。所以此不等式的解集应该是: 注意,0a >和0a <时解区间的状况不同,一种为中间,一种为两边。
二、数轴标根法(又名穿针引线法)解不等式 这种问题的一般形式是123()()()...()0n x a x a x a x a ----<(或,,>≤≥)
步骤:
①将不等式化为标准式,一段为0,另一端为一次因式的乘积(注意!系数为正)或二次不可约因式(二次项系数为正)。
②画出数轴如下,并从最右端上方起,用曲线自右向左一次由各根穿过数轴。 ③记数轴上方为正,下方为负,根据不等式的符号写出解集。
例如,求不等式(1)(2)(3)(4)0x x x x ---->的解集,画出图如下,发现解集为(,1)(2,3)(4,)-∞⋃⋃+∞
为什么数轴标根法是正确的呢对于不等式(1)(2)(3)(4)0x x x x ---->来说,要满足四项相乘为正,说明①四项均正,解集为(4,)+∞②两正两负,只能是(1),(2)x x --正,(3),(4)x x --负,此时解集为(2,3)③四项均负,解集为(,1)-∞。综上,解集为这三种情况的并集。当不等式左侧有奇数项的时候同理。
由此可知,遇到奇数个一次项系数为负的情况,如果不把系数化为正的,结果一定是错误的。
注意,这种方法要灵活使用,若不等式为2(1)(2)(3)(4)0x x x x ---->,使用数轴标根法得到的解集显然和上述不一样,因为2(1)x -是偶次项,必然非负,所以在“穿针引线”时,可以忽略,或者可以记住口诀“奇穿偶不穿”。
2(1)(2)(3)(4)0x x x x ---->的示意图见下。
三、解分式不等式
分式不等式的解题思路,前面讲了一些不等式的求解,都是讲不等式的一边化为0,另
一边为含x 的多项式。把一个分式不等式经过移项和通分处理,最终总能化为()0()
f x
g x <(或,,>≤≥的形式)
,此时解()()0f x g x <就可以解出原不等式的解集。 特别地,若要解()0()f x g x ≤,则解()()0()0f x g x g x ≤⎧⎨≠⎩
即可。 例如22816
x x x -≤--,移项化简得223206x x x x -+≥--,使用穿针引线法得到解集为{|223}x x x x <-≤≤>或1或,一定要注意分母不为零,而分子可以为零。
例:一道比较复杂的题,求(1)1(1)2
a x a x ->≠-的解集,现写出此题的完整解题过程。
解:原不等式通过移项通分可化为
(1)(2)02
a x a x --->-,由于1a ≠,所以可以进一步化为
2(1)()102a a x a x ---->-,两根为21a a --和2。
当1a >时,解集为两根的两边,显然有221a a -<-,所以此时解集为2(,)(2,)1a a --∞⋃+∞-
当1a <时,解集为两根中间,此时必须根据a 的取值判断两根范围。
①当01a <<时,221a a ->-,此时解集为2(2,)1a a --
②当0a =时,221a a -=-,此时解集为∅
③当0a <时,221a a -<-,此时解集为2(,2)1a a --
至此,a 的所有值都讨论完毕,所以这道题讨论到这样就结束了
当然,如果这道题不给1a ≠的限制条件,只需要再讨论一下1a =时的解集情况即可。
补充内容:一类经典但易错的分式不等式问题 ①求11x >的解集 ②求11x <的解集 ③求11x <-的解集 ④求11x >-的解集 ⑤求132x -<<的解集 解答:①(0,1)②(,0)(1,)-∞⋃+∞③(1,0)-④(,1)(0,)-∞-⋃+∞⑤11(,)(,)32-∞-⋃+∞,注意①②的区别
四、绝对值不等式
对于含有绝对值的不等式,解题思想为
①直接脱去绝对值符号
()()()()()f x g x g x f x g x <⇔-<<,()()()()()()f x g x f x g x f x g x >⇔><-或
②构造函数,数形结合
③在不等式的一端有多个绝对值时,使用零点分段法分类讨论(分类讨论思想随处可见) ④平方法(不等式两边都是非负时才能用,慎用)
例:图形法某经典问题,解不等式11a x -<,先画出1()1f x x
=-的图像如下,然后分类讨论a 的取值,通过观察()y f x =和y a =的图像,来确定不等式的解集情况。 ①当0a ≤时,()y f x =的图像在y a =的图像上方,除了点(1,1),此时显然不等式无解
②当1a =时,()y f x =的图像与y a =的图像交点为1(,1)2,此时的解集为1(,)2
+∞