可分解的高次不等式的解法
浙江省诸暨市学勉中学(311811) 郭天平 解不等式是初等数学重要内容之一,高中数学常出现高次不等式,通常解法是化为不
等式组或者用列
表
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法或者用数轴标根法求解。本文通过不同解法的比较,来说明“数轴标
根法”在求解一类可分解的高次不等式独特之处。
解不等式,,,,,, x,3x,2x,4,0
x,3,0x,3,0,, 原不等式可化为或 ,,,,,,,,,,x,2x,4,0x,2x,4,0,,
x,,3x,,3,,即或,即或 ,3,x,2x,4,,x,2或x,42,x,4,,
?原不等式的解集为,,x|,3,x,2或x,4
【】 此种方法的本质是分类讨论,强化了“或”与“且”,进一步渗透了“交”
与“并”的思想方法。
不等式(或方程)有三个零点,-3,2,4,先在数轴上标出零点,这些零点把数轴分成了若干个区间。
x -3 2 针对这些区间,逐一讨论各因式的符号,情况列表如下: 4
因 子 ,,,,,,,,,,,,x,3x,2x,4x,3x,2x,4
+ + + + 当时 x,4
+ + - - 当时 2,x,4
+ - - + 当时 ,3,x,2
- - - - 当时 x,,3
,,,,,,,,x,3x,2x,4,0x|,3,x,2或x,4从上表可看出的解集为
先在数轴上标出零点(标出根)。
根标出来后,不是分区间进行验证讨论,而是
+ + x 直接标出综合因式—-3 2 4 ,,,,,,—x,3x,2x,4的正负号
— — (如上图),再根据题目要求,直接写出解集为,,x|,3,x,2或x,4
【】这种方法常称为是“数轴标根法”,有些书上称为是“串针引线法”。这种方
1
法的本质是“列表讨论法”的简化及提炼。这样的“线”也可看成是函数
,,,,,,的图象草图。(y轴未画) y,x,3x,2x,4
通过上述三种方法的比较,我们不难看出,用“数轴标根法”来解可分解的高次不等
式直观又简单。具体方法步骤如下:
?将不等式等价化为,,,,,,x,x,0(,0)xx,xx,x„形式,并将各因式的系数n12
化“+”;(为了统一方便)
?求出对应方程,,x,x,0,,,,x,xx,x„的根(或称零点),并在数轴上表示出n12
来;
?由方穿线,经过数轴上表示各根的点,但要注意“奇穿偶不穿”(“奇穿偶不穿”
n是指当左侧,,x,x,,nnfxx有相同因式时,为奇数时,曲线在点处穿过数轴;为偶11数时,曲线在x点处不穿过数轴) 1
?若不等式(x的系数化“+”后)是“”,则找“线”在x轴上方的区间;若不,0等式是“”,则找“线”在x轴下方的区间. ,0
232 解不等式,,,,,,x,2x,3x,1,0
?检查各因式中x的符号均正;
?求得相应方程的根为:-1,2,3(注意:2是二重根,3是三重根);
?在数轴上表示各根并穿线,每个根穿一次(自方开始),如下图:
??原不等式的解集为,,,,,1,2:2,3
【】?3是三重根,?在C处来回穿三次,?2是二重根,?在B处穿两次,结
果相当于没穿. 若些不等式若带“=”号,点画为实心,解集边界处应有等号;另外,线虽
不穿2点,但满足“=”的条件,不能漏掉. x,2
2x,3x,43 解不等式,0 xx,2x,3,,,,
2
2 先将原不等式等价化为不等式,,,,,,x,3x,4xx,2x,3,0且
, x,,3,x,0,x,2
即,,,,,,,,且,用“数轴标根法” xx,2x,3x,1x,4,0x,,3,x,0,x,2
-3 -1 0 2 4 x ?原不等式的解是,,,,,,,,,,3:,1,0:2,4 【】在不等式时我们应该考虑不等式左式的定义域,也就是在标根时要注意根的
取舍,否则会产生增根或失根的误解.
24 解关于,,,,x,x,12x,a,0x的不等式:.
此不等式是含参数x,,aa的高次不等式,是不等式对应方程的其中一根,但对它的位置我们无法确定,因此要对a的所处位置进行讨论 ?将二次项系数化“+”并分解为:,,,,,,x,4x,3x,a,0;
?相应方程的根为:,3,4,,a;
?讨论:
?)当,即时,各根在数轴上的分布及穿线如下: ,a,4a,,4
?原不等式的解集为,,,,,3,4:,a,,,.
?)当,即时,各根在数轴上的分布及穿线如下: ,3,,a,4,4,a,3
?原不等式的解集为,,,,,3,,a:4,,,
?)当,即时,各根在数轴上的分布及穿线如下: ,a,,3a,3
3
,,,,?原不等式的解集为 ,a,,3:4,,,
0?)当,即时,各根在数轴上的分布及穿线如下: ,a,4a,4
?原不等式的解集为,, ,3,,,
?)当,即时,各根在数轴上的分布及穿线如下: ,a,,3a,3
?原不等式的解集为,,4,,,。
综上所得,当,,,,,3,4:,a,,,时,原不等式的解集为; a,,4
当,,,,,3,,a:4,,,时,原不等式的解集为; ,4,a,3
当,,,,,a,,3:4,,,时,原不等式的解集为; a,3
当,,,3,,,时,原不等式的解集为; a,4
当,,4,,,时,原不等式的解集为。 a,3
【】此题意在于让大家熟练用“数轴标根法”解高次不等式,培养分类讨论的思
想,题中对当与时这两种情况,不少同学容易漏解,不加以讨论。 a,3a,4
4