高中數(shù)學(xué)不等式與不等式組的解法
高中數(shù)學(xué)不等式主要問題包括:大小比較(方法有作差法,作商法,圖象法,函數(shù)性質(zhì)法);證明題(比較法,反證法,換元法,綜合法…);恒成立問題(判別式法,分離參數(shù)法…)等,下面是小編為大家精心推薦不等式與不等式組的解法,希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
不等式與不等式組的數(shù)軸穿根解法
數(shù)軸穿根:用根軸發(fā)解高次不等式時(shí),就是先把不等式一端化為零,再對(duì)另一端分解因式,并求出它的零點(diǎn),把這些零點(diǎn)標(biāo)在數(shù)軸上,再用一條光滑的曲線,從x軸的右端上方起,一次穿過這些零點(diǎn),這大于零的不等式地接對(duì)應(yīng)這曲線在x軸上放部分的實(shí)數(shù)x得起值集合,小于零的這相反。
做法:
1.把所有X前的系數(shù)都變成正的(不用是1,但是得是正的);
2.畫數(shù)軸,在數(shù)軸上從小到大依次標(biāo)出所有根;
3.從右上角開始,一上一下依次穿過不等式的根,奇過偶不過(即遇到含X的項(xiàng)是奇次冪就穿過,偶次冪跨過,后面有詳細(xì)介紹);
4.注意看看題中不等號(hào)有沒有等號(hào),沒有的話還要注意寫結(jié)果時(shí)舍去使使不等式為0的根。
例如不等式:x2-3x+2≤0(最高次項(xiàng)系數(shù)一定要為正,不為正要化成正的)
⒈分解因式:(x-1)(x-2)≤0;
、舱曳匠(x-1)(x-2)=0的根:x=1或x=2;
⒊畫數(shù)軸,并把根所在的點(diǎn)標(biāo)上去;
、醋⒁饬,這時(shí)候從最右邊開始,從2的右上方引出一條曲線,經(jīng)過點(diǎn)2,繼續(xù)向左畫,類似于拋物線,再經(jīng)過點(diǎn)1,向點(diǎn)1的左上方無限延伸;
、悼搭}求解,題中要求求≤0的解,那么只需要在數(shù)軸上看看哪一段在數(shù)軸及數(shù)軸以下即可,觀察可以得到:1≤x≤2。
高次不等式也一樣.比方說一個(gè)分解因式之后的不等式:
x(x+2)(x-1)(x-3)>0
一樣先找方程x(x+2)(x-1)(x-3)=0的根
x=0,x=1,x=-2,x=3
在數(shù)軸上依次標(biāo)出這些點(diǎn).還是從最右邊的一點(diǎn)3的右上方引出一條曲線,經(jīng)過點(diǎn)3,在1、3之間類似于一個(gè)開口向上的拋物線,經(jīng)過點(diǎn)1;繼續(xù)向點(diǎn)1的左上方延伸,這條曲線在點(diǎn)0、1之間類似于一條開口向下的曲線,經(jīng)過點(diǎn)0;繼續(xù)向0的左下方延伸,在0、-2之間類似于一條開口向上的拋物線,經(jīng)過點(diǎn)-2;繼續(xù)向點(diǎn)-2的左上方無限延伸。
方程中要求的是>0,
只需要觀察曲線在數(shù)軸上方的部分所取的x的范圍就行了。
x<-2或03。
、庞龅礁欠?jǐn)?shù)或無理數(shù)和遇到整數(shù)時(shí)的處理方法是一樣的,都是在數(shù)軸上把這個(gè)根的位置標(biāo)出來;
、“奇過偶不過”中的“奇、偶”指的是分解因式后,某個(gè)因數(shù)的指數(shù)是奇數(shù)或者偶數(shù);
比如對(duì)于不等式(X-2)2(X-3)>0
(X-2)的指數(shù)是2,是偶數(shù),所以在數(shù)軸上畫曲線時(shí)就不穿過2這個(gè)點(diǎn),
而(X-3)的指數(shù)是1,是奇數(shù),所以在數(shù)軸上畫曲線時(shí)就要穿過3這個(gè)點(diǎn)。
數(shù)學(xué)不等式與不等式組的常用解法
1.一元一次不等式的解法
任何一個(gè)一元一次不等式經(jīng)過變形后都可以化為ax>b或axb而言,當(dāng)a>0時(shí),其解集為(ab,+∞),當(dāng)a<0時(shí),其解集為(-∞,ba),當(dāng)a=0時(shí),b<0時(shí),期解集為R,當(dāng)a=0,b≥0時(shí),其解集為空集。
例1:解關(guān)于x的不等式ax-2>b+2x
解:原不等式化為(a-2)x>b+2
①當(dāng)a>2時(shí),其解集為(b+2a-2,+∞)
、诋(dāng)a<2時(shí),其解集為(-∞,b+2a-2)
③當(dāng)a=2,b≥-2時(shí),其解集為φ
、墚(dāng)a=2且b<-2時(shí),其解集為R.
2.一元二次不等式的解法
任何一個(gè)一元二次不等式都可化為ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0(a>0)的形式,然后用判別式法來判斷解集的各種情形(空集,全體實(shí)數(shù),部分實(shí)數(shù)),如果是空集或?qū)崝?shù)集,那么不等式已經(jīng)解出,如果是部分實(shí)數(shù),則根據(jù)“大于號(hào)取兩根之外,小于號(hào)取兩根中間”分別寫出解集就可以了。
例2:解不等式ax2+4x+4>0(a>0)
解:△=16-16a
、佼(dāng)a>1時(shí),△<0,其解集為R
、诋(dāng)a=1時(shí),△=0,則x≠-2,故其解集(-∞,-2)∪(-2,+∞)
、郛(dāng)a<1時(shí),△>0,其解集(-∞,-2-21-aa)∪(-2+21-aa,+∞)
3.不等式組的解法
將不等式中每個(gè)不等式求得解集,然后求交集即可.
例3:解不等式組m2+4m-5>0(1)
m 2+4m-12<0(2)
解:由①得m<-5或m>1
由②得-6,故原不等式組的解集為(-6,-5)∪(1,2)
4.分式不等式的解法
任何一個(gè)分式不等都可化為f(x)g(x)>0(≥0)或f(x)g(x)<0(≤0)的形式,然后討論分子分母的符號(hào),得兩個(gè)不等式組,求得這兩個(gè)不等式組的解集的并集便是原不等式的解集.
例4:解不等式x2-x-6-x2-1>2
解:原不等式化為:3x2-x-4-x2-1>0
它等價(jià)于(I)3x2-x-4>0-x2-1>0和(II)3x2-x-4<0-x2-1<0
解(I)得解集空集,解(II)得解集(-1,43).
故原不等式的解集為(-1,43).
5.含有絕對(duì)值不等式的.解法
去絕對(duì)值號(hào)的主要依據(jù)是:根據(jù)絕對(duì)值的定義或性質(zhì),先將含有絕對(duì)值的不等式中的絕對(duì)值號(hào)去掉,化為不含絕對(duì)值的不等式,然后求出其解集即可。
(1)|x|>a(a>0)?x>a或x<-a.
(2)|x|0)?-a解:原不等式等價(jià)于3xx2-4≥1,①或3xx2-4≤-1②
解①得2 解②得-4≤x<-2或1≤x<2
故原不等式的解集為[-4,-2)∪(-2,-1]∪[1,2)∪(2,4].
例6:解不等式|x2-3x+2|>x2-1
解:原不等式等價(jià)于x2-3x+2>x2-1①或x2-3x+2<-x2+1②
解①得{x|x<1},解②得{x|12g(x)和|f(x)|a和|x| 例7:解不等式|x+1|+|x|<2
解:①當(dāng)x≤-1時(shí),原不等式變?yōu)?x-1-x<2 ∴-32 ②當(dāng)-1 ∴-1 ③當(dāng)x>0時(shí),原不等式變?yōu)閤+1+x<2.
∴解得0 綜合①,②,③知,原不等式的解集為{x|-32 例8:解不等式|x2-3x+2|+|x2-4x+3|>2
解:①當(dāng)x≤1時(shí),原不等式變?yōu)閤2-3x+2+x2-4x+3>2,此時(shí)解集為{x|x<12}.
②當(dāng)12,此時(shí)解集為空集。
、郛(dāng)22,此時(shí)的解集是空集。
、墚(dāng)x>3時(shí),原不等式化為x2-3x+2+x2-4x+3>2,此時(shí)的解集為{x|x>3}.
綜合①②③④可知原不等式的解集為{x|x≤12}∪{x|x>3}.從以上兩個(gè)例子可以看出,解含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的絕對(duì)值的不等式,一般是先找出一些關(guān)鍵數(shù)(如例7的關(guān)鍵數(shù)是-1,0;例8中的關(guān)鍵數(shù)是1,2,3)這些關(guān)鍵數(shù)將實(shí)數(shù)劃分為幾個(gè)區(qū)間,在這些區(qū)間上,可以根據(jù)絕對(duì)值的意義去掉絕對(duì)值號(hào),從而轉(zhuǎn)化為不含絕對(duì)值的不等式,應(yīng)當(dāng)注意的是,在解這些不等式時(shí),應(yīng)該求出交集,最后綜合各區(qū)間的解集寫出答案。
6.無理不等式的解法
無理不等式f(x)>g(x)的解集為不等式組(I)f(x)≥[g(x)] 2f(x)≥0g(x)≥0和(II)f(x)≥0g(x)<0的解集的并集.
無理不等式f(x)0)的解集為不等式組f(x)≥0f(x)<[g(x)] 2g(x)>0的解集.
例9:解不等式:2x+5-x-1>0
解:原不等式化為:2x+5>x+1 由此得不等式組(I)2x+5≥0x+1<0或(II)2x+5≥0x+1≥02x+5>(x+1)2
解(I)得-52≤x<-1,解(II)得-1≤x<2
故原不等式的解集為[-52,2].
7.指數(shù)不等式的解法
根據(jù)指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性來解不等式。
例10.解不等式:9x>(3)x+2
解:原不等式化為 3 2x>3x+22
∴2x>x+22即x>23
故原不等式解集為(23 ,+∞).
8.對(duì)數(shù)不等式的解法
根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性來解不等式。
例11:解不等式:log12(x+1)(2-x)>0
解:原不等式化為log12(x+1)(2-x)>log121
∴ (x+1)(2-x)>0 (1)(x+1)(2-x)<1 (2)
解①得-1 解②得x<1-52 或x>1+52
故原不等式解集(-1,1-52)∪(1+52,2).
9.簡(jiǎn)單高次不等式的解法
簡(jiǎn)單高次不等式可以利用數(shù)軸標(biāo)根法來解不等式.
例12:解不等式(x+1)(x 2-5x+4)<0
解:原不等式化為:(x+1)(x-1)(x-4)<0
如圖,由數(shù)軸標(biāo)根法可得原不等式解集為(-∞,-1)∪(1,4)
10.三角不等式的解法
根據(jù)三角函數(shù)的單調(diào)性,先求出在同一周期內(nèi)的解集,然后寫出通值。
例13:解不等式:sinx≤-12
解:sinx≤-12在[0,2π]內(nèi)的解是:76 π≤x≤116π
故原不等式的解集為[2kπ+76 ,2kπ+116 ](k∈z)。
11.含有字母系數(shù)不等式的解法
在解不等式過程中,還常常遇到含有字母系數(shù)的一些不等式,此時(shí),一定要注意字母系數(shù)進(jìn)行討論,以保證解題的完備性。
例14:解不等式2 3x-2x 解:原不等式變形為2 2x(2 2x-1) ∴(2 2x-1) (2 2x-a)<0
∴原不等式等價(jià)于2 2x-1>02 2x-a<0 或2 2x-1<02 2x-a>0
、佼(dāng)a≤0時(shí),x<0;
②當(dāng)0 ③當(dāng)a=1時(shí),無解
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