穿線法解多次不等式


導入

我們先來看這個不等式: $$(x+1)(x-1)>0$$ 這是在初中階段,我們就已經學習過的一元二次不等式。解這個不等式也非常簡單:數形結合,畫圖45oult.jpg

 

而解多次不等式也運用了類似的思想。

例題: 解不等式$(x-3)(x+1)(x-2)>0$.


對於本題,我們可以先令$y=(x-3)(x+1)(x-2)$,再畫出其圖像進行求解。在直線$x=0$上方的部分即為解集。

  • 第一步

令這個式子的最高次項系數為正
本題最高次項系數已經是正數了,所以不用作出改動。

  • 第二步

找出每個因式=0時,$x$的值
對於本題, $\begin{cases} x_1=-1  \ x_2=2  \ x_3=3  \ \end{cases}$

  • 第三步

在數軸(或者說序軸)上從右至左,從上至下,依次穿過上述$x_n$的值的點。注意“奇過偶不過”的原則。即因式如果是偶數次的,那么我們就不穿過它。


完成后如下圖: 457KZ8.jpg

這時,不等式其實就已經解完了。解集為$\lbrace x|-1<x<2 \quad or \quad x>3\rbrace$。

注意,穿線法不是萬能的,它只能解一些特殊的有實數解的一元n次不等式

拓展題

  • 試着用穿線法解不等式$(x+1)(x+2)^2(x+3)^3(x+4)^4>0.$

(本題真實的函數圖像如下,但草圖可以不考慮精度) 45HVkF.jpg


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