(完整版)高中数学一元二次不等式及其解法-知识点剖析

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一元二次不等式及其解法-知识点剖析

一、一元二次不等式及一元二次不等式的解集

1.一元二次不等式经过变形,可以化成以下两种标准形式: (1)ax 2+bx+c>0(a>0); (2)ax 2+bx+c<0(a>0).

上述两种形式的一元二次不等式的解集,可通过方程ax 2+bx+c=0的根确定.设Δ=b 2-4ac ,则: ①Δ>0时,方程ax 2+bx+c=0有两个不相等的解x 1、x 2,则不等式(1)的解集为{x|x>x 2或x

②Δ=0时,方程ax 2+bx+c=0有两个相等的解,即x 1=x 2,则不等式(1)的解集为{x|x≠x 1},不等式(2)的解集为;

③Δ<0时,方程ax 2+bx+c=0无实数解,则不等式(1)的解集为R ,不等式(2)的解集为. 2.解一元二次不等式的一般步骤:

当a>0时,解形如ax 2+bx+c>0(≥0)或ax 2+bx+c<0(≤0)的一元二次不等式,一般可分为三步: (1)确定对应方程ax 2+bx+c=0的解; (2)画出对应函数图象的简图; (3)由图象得出不等式的解集.

二、一元二次函数图象、一元二次方程的根、一元二次不等式的解集之间的关系 由下表可以看出ax 2+bx+c>0对一切x ∈R 都成立的条件为⎩⎨

⎧<∆>,

,00a ax 2

+bx+c<0对一切x ∈R 都成立的

条件为⎩⎨⎧<∆<.

00a ,

判别式Δ=b 2-4ac

Δ>0

Δ=0

Δ<0

二次函数y=ax 2+bx+c (a>0)

的图象

一元二次方程ax 2+bx+c=0(a>0)

的根 有两相异实根x 1,2=a

ac

b b 242-±-

有两相等实根

x 1=x 2=-

a b 2 没有实根

一元二次不等式的解集 ax 2+bx+c >0(a>0) {x|x>x 2或x

{x ∈R |x≠-a

b

2} R

ax 2+bx+c <0(a>0)

{x|x 1

φ

φ

三、简单的分式不等式的解法 分式不等式

同解不等式

四、简单的一元高次不等式的解法

一元高次不等式f (x )>0用穿根法(或称根轴法、区间法)求解,其步骤是: (1)将f (x )最高次项的系数化为正数;

(2)将f (x )分解为若干个一次因式的积或二次不可分因式之积;

(3)将每一个一次因式的根标在数轴上,从右上方依次通过每一点画曲线(注意重根情况,偶次方根穿而不过,奇次方根既穿又过);

(4)根据曲线显现出的f (x )值的符号变化规律,写出不等式的解集. 例:解不等式(x+2)(x+1)2(x-1)3(x-2)≤0.

解:原不等式变为(x+2)(x-1)(x-2)≤0或x=-1,各因式的根为-2,1,2,利用穿根法,原不等式的解集为{x|x≤-2或1≤x≤2或x=-1}. 知识探究

问题1:解一元二次不等式应该注意哪些问题?

探究:①要将二次项系数化为正,例如:解不等式-x 2-2x-1<0,需首先转化为x 2+2x+1>0求解. ②若一元二次不等式中二次项系数含字母,一般需要对二次项系数进行讨论,当两根的大小不确定时,还应对两根的大小进行讨论.

例如:解关于x 的不等式ax 2-(a+1)x+1<0.

首先对a 进行讨论,若a=0,原不等式⇔-x+1⇔{x|x>1};

若a<0,原不等式⇔(x-a 1)(x-1)>0⇔{x|x

或x>1}; 若a>0,原不等式⇔(x-a

1

)(x-1)<0.①

其解的情况应由a

1

与1的大小关系进行确定,故

当a=1时,式①⇔{x|x ∈};

当a>1时,式①⇔{x|a

1

当0

1

}.

注:对上述类型的二次不等式要搞清楚讨论的依据. 问题2:解简单的分式不等式应该注意哪些问题?

探究:对于简单的分式不等式不能直接去分母,要把不等号的一边化为0,然后用商的符号法则化为不等式(组)求解.

例如:解不等式

1x 15x ++<3,应先将不等式转化为1x 15x ++-3<0,即1x 1)

2(x +-<0,可化为⎩⎨⎧>+<-0

101x ,x 或⎩⎨

⎧<+>-0

101x ,

x ,(即化为不等式①),也可直接等价于2(x-1)(x+1)<0(转化为不等式)来求.还应注意对含等号的分式不等式,首先保证分母不为0. 例如:解不等式

1x 15x ++≤1⇔1x 1)

2(x +-≤0⇔⎩⎨⎧>+≤-0101x ,x 或⎩

⎨⎧<+≥-0101x ,x 或直接等价于()()⎩⎨

⎧≠+≤+-.

010112x ,x x 练习

请你和你的同学根据下面所给的材料,探究、讨论窗户应设计成怎样的尺寸.

要在墙上开一个上半部为半圆形,下部为矩形的窗户(如图3-2-4所示),在窗框为定长的条件下,要使窗户能够透过最多的光线,窗户应设计成怎样的尺寸?

图3-2-4

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