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簡單高次不等式的解法:數(shù)軸穿根法、猜根、多項(xiàng)式的豎式除法

在高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中有時(shí)候會接觸到簡單高次(一般為3次)不等式問題,本文就和大家一起來探討一下,如何解簡單高次不等式

一、該不等式所對應(yīng)的多項(xiàng)式已經(jīng)因式分解,能輕易知道其零點(diǎn),如下題

此種情況可以直接利用數(shù)軸穿根法

步驟1:先畫數(shù)軸

步驟2:在數(shù)軸上標(biāo)出零點(diǎn)

步驟3:開始穿根,若最高次項(xiàng)系數(shù)為正,則從右上方開始穿根,若最高次項(xiàng)系數(shù)為負(fù),則從右下方開始穿根,畫波浪線如下圖所示【本題最高次項(xiàng)系數(shù)為正,所以從右上方開始】

步驟4:讀取解集,上正下負(fù),所以本題的解為

為了讓大家能更直觀的理解,請看下圖【用作圖軟件畫出的精確圖形】,手繪的草圖雖然不夠精確,但是對該不等式最終的解是沒有影響的

下面我們再看一個(gè)例題

此例與上面那個(gè)題類似,但是該四次多項(xiàng)式的4個(gè)根中有兩個(gè)相等的根“0”,那么是不是有所不一樣呢?我們先看看用作圖軟件畫出的精準(zhǔn)圖形,看看它所對應(yīng)的四次函數(shù)圖像長什么樣吧!

我們發(fā)現(xiàn)數(shù)軸穿根時(shí),在“0”這個(gè)地方并沒有穿過去,而是與數(shù)軸相切了,那么這是不是偶然現(xiàn)象呢!我們可以自己動(dòng)手多做幾個(gè)“實(shí)驗(yàn)”就知道了

【常見的函數(shù)畫圖軟件有:幾何畫板(Windows版),goodgrapher(ios版),desmos(ios版),mathlab圖形計(jì)算器(安卓版)等等,有興趣的同學(xué)可以自己動(dòng)手試試看】

相信聰明的你在自己操作之后應(yīng)該找出了其中的規(guī)律:奇穿偶切

如果某個(gè)根的個(gè)數(shù)為奇數(shù),則畫波浪線時(shí)要在該根處穿過數(shù)軸

如果某個(gè)根的個(gè)數(shù)為偶數(shù),則畫波浪線時(shí)在該根處不穿過數(shù)軸,即與數(shù)軸相切

在掌握此規(guī)律后我們再做此類題就應(yīng)該很輕松了,比如

你能在草稿紙上畫出它的大致圖像嗎?

寫出它的解集時(shí)需要注意“=”喲

你寫對了嗎?

二:如果所給的高次不等式?jīng)]有因式分解,而是像下面這個(gè)題似的,我們又該怎么辦呢?

那么在這種時(shí)候我們需要冷靜,需要知道如果在高中階段出現(xiàn)這種三次不等式,它的解一定不會太復(fù)雜【如果太復(fù)雜的話,就不是高中階段能解決的了】,我們只需猜根即可,一般猜1,-1,2,-2等整數(shù)值,比如本題我們將1代入,發(fā)現(xiàn)左邊等于0,說明有一個(gè)根是1,進(jìn)而得出該多項(xiàng)式有x-1這個(gè)因式,當(dāng)我們猜出一個(gè)根,是否還需要繼續(xù)猜呢?一般不需要,因?yàn)楹芏嗟臅r(shí)候我們無法猜出所有的根,就算猜出所有的根,也無法判斷每個(gè)根具體的個(gè)數(shù)。

然后怎么辦呢?利用代數(shù)式豎式除法進(jìn)行因式分解

可能有些同學(xué)沒見過,但小學(xué)時(shí)我們都學(xué)過整數(shù)的豎式除法,這個(gè)與它很類似

使用代數(shù)式豎式除法,先必須將多項(xiàng)式按指數(shù)從高到低排列,如有缺項(xiàng),以0補(bǔ)充【后面會用例子介紹】,如下圖

最終完整的過程如下

所以可將多項(xiàng)式因式分解為:

剩下的過程就和之前的可以因式分解的一樣了,請同學(xué)們自己完成

我們再看一個(gè)例子

本例的多項(xiàng)式中沒有二次項(xiàng),那怎么辦呢?我剛上面提過“如遇缺項(xiàng),以0補(bǔ)充”,

先猜根,同學(xué)們應(yīng)該能猜出有一個(gè)是-2吧,所以多項(xiàng)式能被x+2“整除”,具體如下

顯然該多項(xiàng)式可以進(jìn)行如下因式分解

該不等式對應(yīng)的根也就一目了然了,你學(xué)會了嗎?同學(xué)們還可以自行舉幾個(gè)例子練習(xí)一下喲

三:上面兩種介紹的都是整式型簡單高次不等式,如果遇到分式型的呢?例如:

我們只需要將其轉(zhuǎn)化為整式不等式就可以了

剩下的過程就和前面的一樣了

只是在將分式不等式轉(zhuǎn)化為整式不等式的過程中需要注意分母不為0,例如

總結(jié):

我們可以用以下“順口溜”記憶數(shù)軸穿根法

原式化為標(biāo)準(zhǔn)型,數(shù)軸上面標(biāo)出根,

奇穿偶切畫曲線,上正下負(fù)解分明。

而代數(shù)式的豎式除法需要切記“從高到低,如遇缺項(xiàng),以0補(bǔ)充

上述文章中,本人發(fā)表了自己對高中階段可能會涉及到的簡單多項(xiàng)式解法的一點(diǎn)點(diǎn)淺薄的理解,如有不到之處,請各位讀者朋友們不吝賜教,謝謝閱讀

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