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常见不等式通用解法

常见不等式通用解法
常见不等式通用解法

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2χ2 x - 6 ::: 0,χ2 2x 1 . O,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O ,不等号为小于(或小于等于号)时,解区间为两根的中间。

2 3

2x -X -6 :::0 的解为(-一,2)

2

当二次项系数大于O ,不等号为大于(或大于等于号)时,解区间为两根的两边。

X2一2X -1 O 的解为(-::,1 -..2) _.(1 ? . 2,匸)

当二次项系数小于O时,化成二次项系数大于O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3x+-9?>2 ,令t =3x,原不等式就变为t2—3t +2 CO ,再算出t的范围,进而算出X的范围

又如χ2ax4-,令t =X,再对a进行分类讨论来确定不等式的解集

2

③含参数的一元二次不等式

解法步骤总结:

如不等式X2ax 1 O ,首先发现二次项系数大于O,而且此不等式无法直接看出两根, 所以,讨论厶=a2-4的正负性即可。

Δ

此不等式的解集为"O,{x? R|x—1}

IL Cf C —a —J a — 4 —a + J a —4 ∣

^>O,^QO, -------------------- 2 ( -------------------- Λc)

L 2 2

又如不等式X2-(a2a)x a3O,发现其可以通过因式分解化为(x-a)(x-a2)?O,所以只需要判定a2和a的大小即可。

丄a =Oor a =1,{x RlXP a}

此不等式的解集为O :::a ::1,(-::,a2) - (a,;)

2

a ::O Ora 1,(一匚:,a) _ (a ,::)

又如不等式ax2-2(a 1)x 4 0 ,注意:有些同学发现其可以因式分解,就直接写成

(ax _2)(x _2) .0 ,然后开始判断两根 -和2的大小关系,这样做是有问题的。

a

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a =0的情况再讨论a :::0和a 0的情况。所以此不等式的解集应该是:

'a=0,(-∞,2)

2

a £0,( —,2)

a

I

2

a 1,(-口)_. (2,::)

a

a =1,{x壬R∣x ≠2}

2

0 V a <1,( q,2)u (—,七丈)

L a

注意,a 0和a :: 0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(x - aj(x - a2)(x - a3)...(x - a.) ::: 0 (或.,込,_)

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(X -1)(x -2)(x 一3)(X -4) 0的解集,画出图如下,发现解集为

为什么数轴标根法是正确的呢?对于不等式(X -1)(x -2)(x -3)(X -4) 0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(x-1),(x-2)正,(X -3),(x-4)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(X-1)2(x-2)(x-3)(x-4) ?0 ,使用数轴标根

2

法得到的解集显然和上述不一样,因为(x-1)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”。

(X-1)2(x-2)(x-3)(x-4) ?0 的示意图见下。

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f i X):: 0 (或

g(χ)

,二一的形式),此时解f(χ)g(χ) .0就可以解出原不等式的解集。

特别地,若要解f(X)乞o,则解f(X)g(X)=O即可。

g(χ)Ig(X)HO

2

例如j^∑8. 1,移项化简得X2-3X 2 _0 ,使用穿针引线法得到解集为

X ■ X _ 6 X ■ ■ X _ 6

{x|x:::-2或1乞X乞2或X 3},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aχ耳?1(a=1)的解集,现写出此题的完整解题过程。

X -2

解:原不等式通过移项通分可化为H-2) 0 ,由于a=1,所以可以进一步化

x—2

a —2

(a -1)(X) a 2

为J=J ■ 0,两根为丄二和2。

X -2 a -1

当a ?1时,解集为两根的两边,显然有口<2,所以此时解集为(—::,□)_.(2,;)

a —1 a — 1

当a <1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0 :::a :::1时,厂2 2 ,此时解集为(2,-^-2)

a —1 a —1

②当a =0时,丈≡2=2 ,此时解集为?一

a —1

③当a :::0时,匚2:::2 ,此时解集为(^-2,2)

a —1 a —1

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a =1的限制条件,只需要再讨论一下 a =1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

①求- ? 1的解集

X

② 求1 ::: 1的解集 X

③ 求1 ::: _1的解集 X

④ 求1 . _1的解集 X

1 ⑤ 求-3 :::- :::2的解集 X

— — — — — — —— 1 —— 1 —— 解答:①(0,1)②(一::,0) 一(1,::)③(一1,0)④(一::,一1)_. (0,::)⑤(一::,—1) . (1,::),注 3 2

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)u _g(x) ::: f(X) :::g(x), f(x) .g(x)u f(x) g(x)或f(x):::_g(x)

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)

类讨论a 的取值,通过观察 y =f (χ)和y =a 的图像,来确定不等式的解集情况。

Λ Λ

② 当a =1时,y = f (x )的图像与y =a 的图像交点为(1,1),此时的解集为(一,;)

2 2

1 1

③ 当0 a :::1时,y = f (X )的图像与y =a 的图像交点横坐标为 ------- 一, ,此时解集为

1 -a 1 +a

1 1

(,) 1 a 1 -a

例:图形法某经典问题,解不等式 1 一1

X

④当a 1时,y = f (x)的图像与y =a的图像交点横坐标为—,丄,此时解集为

当然此题使用f (X).;:?g(x):= -g(x) ::: f(x)

讨论的时候需要细心,考虑到a的所有取值。

绝对值不等式的零点分段法,以及特别的做题技巧

例如X-^-I X 2 _5 ,发现不等号左边有两个绝对值,所以应该根据两个不同的零点

分段讨论

①当X _1时,原不等式化为2x ? 1 _5 ,解得X _2

②当-2 _x :::1时,原不等式化为3 _5,显然无解

③当X :::_2时,原不等式化为-1 -2x _5 ,解得x_ -3

综上,原不等式的解集为三种情况下的并集(注意,为什么是并集而不是交集?) ,(-::T 一[2,;)

技巧:可以将绝对值看成距离,也就是将x-1看成数轴上点X到点1的距离,将X 2

看成X到-2的距离,若画出数轴,发现位于区间[一2,1]的点(绿色点)至皿间端点的距离之

和为3,位于区间[1,1]之外的点到区间端点的距离之和大于3,特别地,在2处和-3处距

离之和为5,所以令X继续远离区间[_2,1],发现距离之和大于5。

-2

也就是说X -1 X 2的取值范围是[3,;]

同理,遇到减号的情况,例如X ? 3 - x-1 ,发现其取值范围是[4,4]

此技巧常用于填空题,既可以求不等式解集,又可以求参数的范围。

例1:若存在实数X使得不等式X 1 ? x-a _1成立,则a的取值范围是_____________ ?(答案[-2,0])

例2:不等式x+2 — x-1 ≤2的解集是_____ ?(答案(T1]) 五、无理不等式

无理不等式能出的考题较少,主要是要注意偶次根号下式子要非负。(终于可以用平方

法了,但是也要讨论不等式两端的正负性才能使用) 。

对于奇次根号,由于不需考虑根号下式子的正负性,直接打开根号即可。

------ g(x) :::o -∣-g(x)亠O

,f (x) g(x)

或2(注意这里为什么没有写f(x)_O?)

f(x) -O f(x) [g(x)]

g(x) 0

:::g(x)= f(x) -0

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