不等式的性质及其解法第一部分:基础回顾 一、不等式的主要性质:(1)对称性:a b b a <⇔> (2)传递性:c a c b b a >⇒>>, (3)加法法则:c b c a b a +>+⇒>; d b c a d c b a +>+⇒>>,(4)乘法法则:bc ac c b a >⇒>>0,;bc ac c b a <⇒<>0,;bd ac d c b a >⇒>>>>0,0 (5)倒数法则:ba ab b a 110,<⇒>> (6)乘方法则:)1*(0>∈>⇒>>n N n b a b a n n 且 (7)开方法则:)1*(0>∈>⇒>>n N n b a b a n n 且二、一元二次不等式02>++c bx ax 和)0(02≠<++a c bx ax 及其解法0>∆0=∆0<∆ 二次函数c bx ax y ++=2(0>a )的图象))((212x x x x a cbx ax y --=++=))((212x x x x a c bx ax y --=++=c bx ax y ++=2一元二次方程()的根002>=++a c bx ax有两相异实根 )(,2121x x x x <有两相等实根abx x 221-==无实根的解集)0(02>>++a c bx ax{}21x x x x x><或⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R的解集)0(02><++a c bx ax{}21x x x x<<∅∅注意:一般常用因式分解法、求根公式法求解一元二次不等式 顺口溜:在二次项系数为正的前提下:大于型取两边,小于型取中间第二部分:不同题型不等式的解法1、高次不等式例1解不等式:(1)015223>--xxx;(2)0)2()5)(4(32<-++xxx.解:(1)原不等式可化为0)3)(52(>-+xxx把方程0)3)(52(=-+xxx的三个根3,25,0321=-==xxx顺次标上数轴.然后从右上开始画线顺次经过三个根,其解集如下图的阴影部分.∴原不等式解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧><<-325xxx或(2)原不等式等价于⎩⎨⎧>-<-≠⇔⎩⎨⎧>-+≠+⇔>-++245)2)(4(5)2()5)(4(32xxxxxxxxx或∴原不等式解集为{}2455>-<<--<xxx x或或说明:用“穿根法”解不等式时应注意:①各一次项中x的系数必为正;②对于偶次或奇次重根可转化为不含重根的不等式,也可直接用“穿根法”,但注意“奇穿偶不穿”.2、分式不等式例2 解下列分式不等式:(1)22123+-≤-xx;(2)12731422<+-+-xxxx分析:①0)()()()(<⋅⇔<xgxfxgxf②0)()()()()()()()()()(<⋅=⇔≤⎩⎨⎧≠≤⋅⇔≤x gx fx fx gx fx gx gx fx gx f或或(1)解:原不等式等价于⎩⎨⎧≠-+≥+-+-⇔≥+-+-⇔≤+-++-⇔≤+---+⇔≤+--⇔+≤-)2)(2()2)(2)(1)(6()2)(2()1)(6()2)(2(65)2)(2()2()2(32232232xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx∴原不等式解集为[)[)+∞⋃-⋃--∞,62,1)2,(。
(2)解法一:原不等式等价于027313222>+-+-xxxx212131273132273132)273)(132(222222><<<⇔⎪⎩⎪⎨⎧<+-<+-⎪⎩⎪⎨⎧>+->+-⇔>+-+-⇔xxxxxxxxxxxxxxx或或或∴原不等式解集为),2()1,21()31,(+∞⋃⋃-∞。
解法二:原不等式等价于0)2)(13()1)(12(>----xxxx)2()13)(1)(12(>-⋅---⇔xxxx∴原不等式解集为),2()1,21()31,(+∞⋂⋃-∞练习:1、解不等式04125622<-++-xxxx.2、解不等式xxxxx<-+-+222322.答案:1、}6512{><<-<xxx x,或,或.2、}321{><<-xxx或.3、绝对值不等式例3解不等式331042<--xx.分析:解此题的关键是去绝对值符号,而去绝对值符号有两种方法:一是根据绝对值的意义⎩⎨⎧<-≥=)0()0(a a a a a二是根据绝对值的性质:a x a x a x a a x >⇔<<-⇔<.,或a x -<, 解答:去掉绝对值号得3310432<--<-x x , ∴原不等式等价于不等式组⇒⎪⎩⎪⎨⎧<-->-⇒⎪⎩⎪⎨⎧<----<-06104010433104310432222x x x x x x x x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-><⇒⎩⎨⎧<+->-.321,2500)12)(3(20)52(2x x x x x x x 或 ∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<<<-325021x x x 或.例4解不等式242+<-x x解法一:原不等式⎪⎩⎪⎨⎧+<-<-⎪⎩⎪⎨⎧+<-≥-⇔240424042222x x x x x x 或 即⎩⎨⎧>-<<<-⎩⎨⎧<<--≤≥1222222x x x x x x x 或或或∴32<≤x 或21<<x 故原不等式的解集为{}31<<x x .解法二:原不等式等价于 24)2(2+<-<+-x x x即⎪⎩⎪⎨⎧+->-+<-)2(42422x x x x ∴312132<<⎩⎨⎧-<><<-x x x x 故或. 4、含参数二次不等式例5 设R m ∈,解关于x 的不等式03222<-+mx x m .解:当0=m 时,因03<-一定成立,故原不等式的解集为R . 当0≠m 时,原不等式化为0)1)(3(<-+mx mx ;当0>m 时,解得m x m 13<<-; 当0<m 时,解得mx m 31-<<.∴当0>m 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-m x m x 13; 当0<m 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<<m x m x31. 练习 解关于x 的不等式0)(322>++-a x a a x .解:原不等式可化为0))((2>--a x a x .(1)当2a a <(即1>a 或0<a )时,不等式的解集为:{}2a x a x x ><或; (2)当2a a >(即10<<a )时,不等式的解集为:{}a x a x x ><或2; (3)当2a a =(即0=a 或1)时,不等式的解集为:{}a x R x x ≠∈且.说明:对参数进行的讨论,是根据解题的需要而自然引出的,并非一开始就对参数加以分类、讨论.比如本题,为求不等式的解,需先求出方程的根a x =1,22a x =,因此不等式的解就是x 小于小根或x 大于大根.但a 与2a 两根的大小不能确定,因此需要讨论2a a <,2a a >,2a a =三种情况.5、无理不等式例6 解关于x 的不等式)0(122>->-a x a ax .分析:先按无理不等式的解法化为两个不等式组,然后分类讨论求解. 解:原不等式⎪⎩⎪⎨⎧->-≥->-⇔;)1(2,01,02)1(222x a ax x a ax 或⎩⎨⎧<-≥-.01,02)2(2x a x由0>a ,得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+++-≤>⇔;01)1(2,1,2)1(22a x a x x a x ⎪⎩⎪⎨⎧>≥⇔.1,2)2(x a x 由判别式08)1(4)1(422>=+-+=∆a a a ,故不等式01)1(222<+++-a x a x 的解是a a x a a 2121++<<-+. 当20≤<a 时,1212≤-+≤a a a ,121>++a a ,不等式组(1)的解是121≤<-+x a a ,不等式组(2)的解是1>x . 当2>a 时,不等式组(1)无解,(2)的解是2a x ≥. 综上可知,当20≤<a 时,原不等式的解集是[)+∞-+,21a a ; 当2>a 时,原不等式的解集是⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,2a . 练习: 解不等式x x x ->--81032.分析:无理不等式转化为有理不等式,要注意平方的条件和根式有意义的条件,一般情况下,)()(x g x f ≥可转化为)()(x g x f >或)()(x g x f =,而)()(x g x f >等价于:⎩⎨⎧<≥0)(0)(x g x f 或⎪⎩⎪⎨⎧>≥≥2)]([)(0)(0)(x g x f x g x f . 解:原不等式等价于下面两个不等式组: ① ⎩⎨⎧≥--<-0103082x x x② ⎪⎩⎪⎨⎧->--≥--≥-222)8(103010308x x x x x x由①得⎩⎨⎧-≤≥>258x x x 或,∴8>x由②得∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-≤≥≤.1374258x x x x 或 81374≤<x ,所以原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>≤<881374x x x或 即为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>1374x x . 说明:本题也可以转化为)()(x g x f ≤型的不等式求解,注意:⎪⎩⎪⎨⎧≤≥≥⇔≤2)]([)(0)(0)()()(x g x f x g x f x g x f , 这里,设全集}52{}0103{2≥-≤=≥--=x x x x x x U 或,⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤--=x x x x A 81032,则所求不等式的解集为A 的补集A ,由2)8(10301030881032222-≤⇒⎪⎩⎪⎨⎧-≤--≥--≥-⇔-≤--x x x x x x x x x x 或13745≤≤x .即⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤≤=137452x x x A 或, ∴原不等式的解集是⎭⎬⎫⎩⎨⎧>=1374x x A .6、二次不等式与二次方程的关系例7 已知不等式02>++c bx ax 的解集是{})0(><<αβαx x .求不等式02>++a bx cx 的解集.解:(解法1)由题可判断出α,β是方程02=++c bx ax 的两根, ∴ab-=β+α,ac =β⋅α.又02>++c bx ax 的解集是{}β<<αx x , 说明0<a .而0>α,0>β000<⇒>⇒>αβ⇒c a c, ∴0022<++⇔>++cax c b x a bx cx .⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--==--=+-=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅-=+),1)(1(1,11βααββααββαβαβαa c c b a c ab ∴02<++cax c b x ,即0)1)(1()11(2<β-α-+β-α-+x x ,即0)1)(1(<β-α-x x .又β<α<0,∴β>α11,∴0)1)(1(<β-α-x x 的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧α<<β11x x. (解法2)由题意可判断出α,β是方程02=++c bx ax 的两根, ∴ac=β⋅α. 又02>++c bx ax 的解集是{}β<<αx x ,说明0<a . 而0>α,0>β000<⇒>⇒>αβ⇒c ac. 对方程02=++a bx cx 两边同除以2x 得0)1()1(2=+⋅+⋅c xb xa . 令xt 1=,该方程即为02=++c t b t a ,它的两根为α=1t ,β=2t , ∴α=11x ,β=21x .∴α=11x ,β=12x ,∴方程02=++a bx cx 的两根为α1,β1. ∵β<α<0,∴β>α11. ∴不等式02>++a bx cx 的解集是⎭⎬⎫⎩⎨⎧α<<β11x x.练习 1若不等式1122+--<++-x x b x x x a x 的解为)1()31(∞+-∞,,Y ,求a 、b 的值. 答案:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2325b a .2不等式022<-+bx ax 的解集为{}21<<-x x ,求a 与b 的值.答案:∴1=a ,1-=b .课后练习一、填空与选择题1、(1)(12)0x x -->的解集是 ;2、2654x x +<的解集为__________;3、2310x x -++>的解集是 ;4、2210x x -+≤的解集是 ;5、245x x -<的解集是 ;6、已知(1)(1)0ax x -->的解集是 ;{|12}x x x <>或,则实数a 的值为 ;7、不等式220ax bx +->的解集是(1,2),则22a b +的值等于 ;8、方程220x bx ++=有两个负根,则实数b 的取值范围是 ;9、若x =1在不等式2220k x kx +-<的解集内,则k 的取值范围是 ; 10、已知集合2{|4}M x x =<,2{|230}N x x x =--<,则集合M N I = ;11、“1x >”是“2x x >”的 条件(选填:“充分不必要、必要不充分或充要”);12、2110(1)x a x a a ⎛⎫-++<> ⎪⎝⎭的解为_____;13、不等式220mx mx +-<的解集为R ,则实数m 的取值范围为 ;14、不等式组()()()250x x x x a --≤⎧⎪⎨-≥⎪⎩与不等式()()250x x --≤同解,则a 的取值范围是____;15.若f x x ax ()=-+21有负值,则a 的取值范围是 ( )(A )a >2或a <-2 (B )-<<22a(C )a ≠±2 (D )13<<a16、二次函数1)3(2+-+=x a x y 的图象与x轴的两个交点的横坐标分别为1x 、2x ,且21<x , 22>x ,则a 的取值范围是( )(A )15a a <>或 (B )21<a (C )152a a <->或 (D )121<<-a二、解答题:17、已知集合2{|280}A x x x =--<,{|0}B x x a =-<①当A B φ=I 时,求a 的取值范围;②当A B ⊆时,求a 的取值范围;18、解关于x 的不等式()a R ∈2220x ax a --<;19、关于x 的不等式2680mx mx m +++≥在R 上恒成立,求m 的取值范围;20、要在长为800米,宽为600米的一快长方形地面上进行绿化,要求四周种花卉(花卉的宽度相等),中间种草皮,要求草皮的面积不少于总面积的一半,求花卉宽度的范围。