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高中数学 | 二次函数中的a、b、c与不等式

高中数学 | 二次函数中的a、b、c与不等式

一元二次不等式:画图就完了

只要把它看成一个二次函数,问的是「函数值什么时候大于 0、什么时候小于 0」——在图上就是看抛物线在 x 轴上方还是下方。

一句话核心

解不等式 = 画二次函数图像 → 看图说话。大于 0 取 x 轴上方,小于 0 取 x 轴下方。

一、先会画抛物线:四步

步骤
看什么
① 开口
由 a 决定:a>0 开口向上,a<0 开口向下
② 对称轴
x = −b / 2a
③ 交点
Δ = b²−4ac:Δ>0 两个根,Δ=0 一个根,Δ<0 没根
④ y轴交点
令 x=0,交点为 (0, c),由 c 决定

二、二次函数的三种形式

① 一般式 y = ax² + bx + c② 顶点式 y = a(x−m)² + n,顶点坐标为 (m, n)③ 两根式 y = a(x−x₁)(x−x₂),x₁、x₂ 是两个根知道顶点用顶点式,知道两根用两根式,能互相转换。

三、韦达定理(根与系数关系)

x₁ + x₂ = −b/a  ,  x₁ · x₂ = c/a

四、三道例题

例 1 基础题

解 x² + x − 6 < 0

因式分解:x² + x − 6 = (x+3)(x−2)开口向上(a=1>0),两根为 −3、2。「小于 0」取 x 轴下方,即两根中间一段:−3 < x < 2

例 2 开口向下 + 带等号

解 −2x² − x + 6 ≤ 0

因式分解:= (x+2)(−2x+3)开口向下(a=−2<0),两根为 −2、3/2。「小于等于 0」取 x 轴下方两边两段(≤ 端点可取):x ≤ −2 或 x ≥ 3/2

例 3 带根号:换元法

解 x − 2√x < 3

令 t = √x(注意 t ≥ 0),则 x = t²,代入:t² − 2t − 3 < 0 = (t−3)(t+1) < 0开口向上,两根 −1、3,取中间:−1 < t < 3又 t = √x ≥ 0,故 0 ≤ √x < 3,两边平方:0 ≤ x < 9⚠ 别漏了隐含条件:根号里 x ≥ 0。

五、分式不等式:除号变乘号

当分式与 0 比较时,直接把「÷」换成「×」:

A/B > 0 ⟺ A·B > 0(同号)A/B < 0 ⟺ A·B < 0(异号)

例 4 右边就是 0

解 (x−1)/(x+2) > 0

直接转乘:(x−1)(x+2) > 0,两根 −2、1,开口向上取两边:x < −2 或 x > 1

例 5 右边不是 0(最易错)

解 (x−1)/(x+2) > 3

右边不是 0,不能直接乘!先移项通分:(x−1)/(x+2) − 3 > 0 = (−2x−7)/(x+2) > 0转乘:(−2x−7)(x+2) > 0,开口向下,两根 −7/2、−2,取中间:−7/2 < x < −2⚠ 若写成 ≥,注意分母 x+2≠0,即 x≠−2,右端 −2 的等号要去掉!

六、含参不等式:还是画图

式子带参数 a 也别怕,本质不变。按「开口 → 对称轴 → Δ → c」四步走,哪一步被参数影响就讨论哪一步。最常见的是 Δ 决定有没有根:

· Δ ≤ 0(没交点或相切):开口向上的抛物线恒在 x 轴上方,小于 0 无解· Δ > 0:有两根 x₁ < x₂,小于 0 取中间一段 x₁ < x < x₂

七、一张清单避坑

① 先看开口,再决定「取两边」还是「取中间」② ≤、≥ 要带等号;分式端点要验分母不为 0③ 换元后必须换回原变量,且别忘了新变量自带范围(√x ≥ 0)④ 分式右边不是 0,先移项通分,别直接乘

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