零點(diǎn)分段討論法范文

時(shí)間:2024-03-26 17:42:45

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零點(diǎn)分段討論法

篇1

1. 零點(diǎn)分段討論

例1 解不等式[|x-1|+|2-x|>3-x].

分析 由于實(shí)數(shù)1、2將數(shù)軸分成(-∞,1],(1,2],(2,+∞)三部分,故分三個(gè)區(qū)間來(lái)討論.

解 (1)當(dāng)[x1]時(shí),

原不等式可化為[-(x-1)-][(x-2)>x+3],

即[x<0].

故不等式的解集是[{x|x<0}.]

(2)當(dāng)[1<x2]時(shí),

原不等式可化為[(x-1)-(x-][2)>x+3],

即[x<-2].

故不等式的解集是[∅].

(3)當(dāng)[x>2]時(shí),

原不等式可化為[(x-1)+(x-2)]>[x+3],

即[x>6].

故不等式的解集是[{x|x>6}].

綜上可知,原不等式的解集是[{x|x<0或x>6}].

點(diǎn)撥 對(duì)于含有兩個(gè)或兩個(gè)以上絕對(duì)值的不等式的求解問(wèn)題,通常采用零點(diǎn)分段討論法. 零點(diǎn)分段一般分為三步:(1)找到使多個(gè)絕對(duì)值等于零的點(diǎn);(2)分區(qū)間討論,去掉絕對(duì)值而解不等式,一般地,[n]個(gè)零點(diǎn)把數(shù)軸分為[n+1]段進(jìn)行討論;(3)先分段求得解集,再求它們的并集.

2. 利用絕對(duì)值的幾何意義

例2 不等式[|x-5|+|x+3|10]的解集為( )

A. [-5.7] B. [(-∞,-5]⋃[7,+∞)]

C. [-4,6] D. [(-∞,-4]⋃[6,+∞)]

解析 利用絕對(duì)值的幾何意義.

[x-5+x+3]表示實(shí)數(shù)軸上的點(diǎn)[x]到點(diǎn)[x=-3]與[x=5]的距離之和,

[]要使點(diǎn)[x]到點(diǎn)[x=-3]與[x=5]的距離之和等于10,只需[x=-4]或[x=6].

于是當(dāng)[x6]或[x-4]時(shí),

可使[x-5+x+310]成立.

答案 D

例3 畫(huà)出不等式[x+y1]的圖形,并指出其解的范圍.

解析 先考慮不等式在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)第一象限的情況.在第一象限內(nèi)不等式等價(jià)于:[x0],[y0],[x+y1]. 其圖形是由第一象限中直線[y=1-x]下方的點(diǎn)所組成.

同理,可畫(huà)出第二、三、四象限的情況.從而得到不等式[x+y1]的圖形是以原點(diǎn)[O]為中心,四個(gè)頂點(diǎn)分別在坐標(biāo)軸上的正方形,如下圖. 這樣,不等式解的范圍就一目了然.

[1][1][-1][-1]

點(diǎn)撥 利用絕對(duì)值和絕對(duì)值不等式的幾何意義來(lái)解不等式或者證明不等式,往往能使問(wèn)題變得直觀明了,幫助我們迅速而準(zhǔn)確地尋找到問(wèn)題的答案.關(guān)鍵是在遇到相關(guān)問(wèn)題時(shí),能否準(zhǔn)確地畫(huà)出不等式的圖形,從而有效地解決問(wèn)題.

3. 構(gòu)造函數(shù)法

例4 求使不等式[|x-4|+|x-3|

分析 本題對(duì)條件進(jìn)行轉(zhuǎn)化,變?yōu)楹瘮?shù)最值問(wèn)題,從而簡(jiǎn)化討論.

解 設(shè)[f(x)=|x-4|+|x-3|],

要使[f(x)

則[a]應(yīng)該大于[f(x)]的最小值.

由三角不等式得,

[f(x)=|x-4|+|x-3||(x-4)-(x-3)|=1,]

所以[f(x)]的最小值為1.

[a>1].

例5 求證[a+b1+a+ba1+a+b1+b.]

分析 利用函數(shù)的單調(diào)性.

證明 研究函數(shù)[fx=x1+x]在[x0]時(shí)的單調(diào)性. 設(shè)[0x1

[x11+x1-x21+x2=x1-x2(1+x1)(1+x2)

[fx=x1+x]在[x0]時(shí)是遞增的.

又 [a+ba+b,]將[a+b]、[a+b]分別當(dāng)作 [x1]和 [x2],則有[a+b1+a+ba+b1+a+b][=a1+a+b][+b1+a+ba1+a+b1+b].

點(diǎn)撥 對(duì)某些分式不等式中出現(xiàn)了絕對(duì)值又不方便去掉的情況,我們所采用的方法是通過(guò)分析不等號(hào)左右兩邊各式的相似之處,將相似的量當(dāng)作是所構(gòu)造的兩個(gè)取值點(diǎn),然后利用函數(shù)的單調(diào)性來(lái)證明.

4. 分析法

例6 [若f(x)=1+x2,且a、b]為互異實(shí)數(shù),求證:[f(a)-f(b)

分析 用綜合法不易入手時(shí),可從結(jié)論加以分析,逐步尋找使前一個(gè)不等式成立的充分條件或充要條件.

證明 方法1:欲證[f(a)-f(b)

只需證[a2+1-b2+1

[只需證1+a2+1+b2-2a2+1b2+1]

[

[即證a2+1b2+1>1+ab].

(1)[當(dāng)1+ab

(2)[當(dāng)1+ab0時(shí),]

[只需證1+a2+b2+a2b2>1+2ab+a2b2],

[即證a2+b2>2ab,而此式顯然成立,]

[原不等式成立.]

方法2:[欲證f(a)-f(b)

[只需證a2+1-b2+1

[只需證1+a2+1+b2-2a2+1b2+1]

[

[即證a2+1b2+1>1+ab.]

[(a2+1)(b2+1)=1+a2+b2+a2b2]

[1+2ab+a2b2=1+ab21+ab].

[a≠b, (a2+1)(b2+1)>1+ab.]

[原不等式成立.]

點(diǎn)撥 本題考查用分析法證明不等式. 因?yàn)槊恳粋€(gè)不等式都是前一個(gè)不等式成立的充分條件或充要條件,因而相鄰兩個(gè)不等式之間要用反向單箭頭“⇐”(表示后一個(gè)不等式是前一個(gè)不等式成立的充分條件)連結(jié);或用雙向箭頭“⇔”(表示后一個(gè)不等式是前一個(gè)不等式成立的充要條件)連結(jié);也可以用“需證”“即證”等語(yǔ)句連結(jié).

5. 平方法

例7 解不等式[x+3-x-3>3.]

分析 不等式兩邊均為非負(fù)數(shù),故可以利用“平方法”.

解 不等式兩邊都是非負(fù)數(shù),

將不等式兩邊分別平方得,

[x+32+x-32-2x2-9>9,]

整理得,[2x2+9>2x2-9.]

此不等式兩邊都是非負(fù)數(shù),

兩邊分別平方得,[2x2+92>4x2-92,]

整理得,[x2>94.]

原不等式的解集為[xx>32或x

點(diǎn)撥 在利用“平方法”去絕對(duì)值符號(hào)時(shí),必須注意“不等式兩邊都是非負(fù)數(shù)”這個(gè)條件.

6. 等價(jià)轉(zhuǎn)化法

例8 解不等式(1)[|x+2|+|x-2|

(2)[|x2-4|+|x+3|>5].

解析 (1)原不等式等價(jià)于,[|(x+2)+(x-2)|

即[|x|

所以原不等式的解集是[{x|-6

(2)原不等式等價(jià)于,[|(x2-4)+(x+3)|>5]或[|(x2-4)-(x+3)|>5,]

即[|x2+x-1|>5]或[|x2-x-7|>5],

解得,[x

所以原不等式的解集是[{x|x

點(diǎn)撥 形如[|f(x)|+|g(x)|][|h(x)|]型不等式的簡(jiǎn)潔解法是利用等價(jià)命題來(lái)轉(zhuǎn)化,即:①[h(x)>0, |f(x)|+|g(x)|

[h(x)>0|f(x)+g(x)|

②[h(x)>0, |f(x)|+|g(x)|>|h(x)|⇔]

[|f(x)+g(x)|>|h(x)|]或[|f(x)-g(x)|>|h(x)|,]

此類(lèi)題目若用零點(diǎn)分段法來(lái)解答,則顯得繁雜.

1. 已知 [f(x)=1+x2],求證[f(a)-f(b)

2.[|x-4|+|x-3|

A.[a>7] B.[a>1]

C.[a

3.解不等式[log13x]+[log133-x]≥1.

4. 解不等式[x+3-x-3>3.]

[1. f(a)-f(b)=1+a2-1+b2=a2-b21+a2+1+b2=a+ba-b1+a2+1+b2

提示:也可用分析法.

2. B

提示: 代數(shù)式[|x-4|+|x-3|]表示數(shù)軸上的點(diǎn)到(4, 0)與(3, 0)兩點(diǎn)的距離和,最小值為1,當(dāng)[a>1]時(shí),不等式有解.

3. [{x| 0

提示: 分[0