‹ 回去

2. 分式不等式

不等式与线性规划 · 高三
讲清楚它是什么

定义 分母不为零且分式值满足特定不等关系的代数式,其解集需兼顾分子分母符号及分母非零限制。

从哪来 本节为高三第1讲起点,图谱未记录前置知识点,故基于高中数学必修阶段已掌握的“一元二次不等式”及“函数单调性”等基础概念直接构建。

为什么 分式不等式的核心矛盾在于“分母不能为零”与“不等号方向可能改变”的冲突。若直接交叉相乘,当分母为负数时不等号方向会反转,导致解集错误;若分母为零,表达式无意义。因此,必须通过移项通分转化为“分子分母同号(或异号)”的形式,利用“同号得正、异号得负”的代数性质,将问题转化为两个二次不等式组的并集,从而规避分母符号不确定带来的方向判断难题,确保解集的完备性与准确性。

讲法
适合类型:逻辑严密、喜欢代数推导的学生 讲解策略:代数变形法 强调“移项通分”是标准动作。步骤:1. 移项使右边为0;2. 通分合并为 $\frac{A(x)}{B(x)} > 0$ 形式;3. 转化为 $A(x) \cdot B(x) > 0$ 且 $B(x) \neq 0$;4. 解二次不等式组。重点强调:严禁直接交叉相乘,因为 $B(x)$ 符号未知,乘负数不等号变向,乘零无意义。此法通用性强,不易出错,适合建立标准解题规范。
讲法
适合类型:形象思维强、擅长数形结合的学生 讲解策略:数轴标根法(穿针引线) 将分式不等式 $\frac{A(x)}{B(x)} > 0$ 视为函数 $y = \frac{A(x)}{B(x)}$ 的图像在 x 轴上方的部分。步骤:1. 找出所有零点(分子根和分母根);2. 在数轴上标出这些根,分母根用空心圈(排除),分子根用实心点(包含,若不等号含等号);3. 从最右侧区间开始,按“奇穿偶不穿”原则画曲线;4. 取 x 轴上方对应的区间。此法直观,能清晰看到分母根处的“断点”,适合理解解集的分布结构。
讲法
适合类型:基础薄弱、容易混淆概念的学生 讲解策略:分类讨论法(保守策略) 虽然效率较低,但逻辑最清晰。步骤:1. 假设分母 $B(x) > 0$,此时不等式等价于 $A(x) > 0$(若原式 $>0$),解出 $x$ 范围并与 $B(x)>0$ 取交集;2. 假设分母 $B(x) < 0$,此时不等式等价于 $A(x) < 0$,解出 $x$ 范围并与 $B(x)<0$ 取交集;3. 将两种情况的结果取并集。此法避免了“通分转化”的抽象感,每一步都是确定的不等式求解,适合建立信心,但需提醒学生注意计算量较大。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
解不等式 $\frac{x-1}{x+2} > 0$
变式
解不等式 $\frac{2x-1}{x-3} \le 0$
看解答过程
1. 移项通分:右边已为0,形式符合 $\frac{A(x)}{B(x)} > 0$。 2. 转化:等价于 $(x-1)(x+2) > 0$ 且 $x+2 \neq 0$。 3. 解二次不等式:方程 $(x-1)(x+2)=0$ 的两根为 $x_1=1, x_2=-2$。 由“大于取两边”可知,$(x-1)(x+2) > 0$ 的解集为 $x < -2$ 或 $x > 1$。 4. 检验分母:当 $x < -2$ 或 $x > 1$ 时,$x+2 \neq 0$ 恒成立。 5. 结论:解集为 $\{x \mid x < -2 \text{ 或 } x > 1\}$。
试试手自己判
检测题
解不等式 $\frac{x^2 - 4}{x - 1} \ge 0$
看答案和判分标准
答案:$\{x \mid x \le -2 \text{ 或 } -1 < x \le 2 \text{ 且 } x \neq 1\}$ 即 $(-\infty, -2] \cup (-1, 1) \cup (1, 2]$ *更正:重新计算* 方程 $x^2-4=0 \Rightarrow x=\pm 2$。 分母 $x-1=0 \Rightarrow x=1$。 转化为 $(x^2-4)(x-1) \ge 0$ 且 $x \neq 1$。 根为 $-2, 1, 2$。 穿针引线: $x > 2$: $+ \cdot + = +$ (满足) $1 < x < 2$: $+ \cdot + = +$ (满足) $-2 < x < 1$: $- \cdot - = +$ (满足) $x < -2$: $+ \cdot - = -$ (不满足) 检查端点: $x=2$: 分子0,分母1,原式0,满足 $\ge 0$。 $x=-2$: 分子0,分母-3,原式0,满足 $\ge 0$。 $x=1$: 分母0,无意义,排除。 所以解集为 $x \le -2$ 或 $-2 < x < 1$ 或 $1 < x \le 2$。 合并:$x \le -2$ 或 $-2 < x < 1$ 或 $1 < x \le 2$。 即 $(-\infty, -2] \cup (-2, 1) \cup (1, 2]$。 等等,$-2$ 是分子根,可以取。 区间表示:$(-\infty, -2] \cup (-2, 1) \cup (1, 2]$。 注意:$-2$ 和 $2$ 是分子根,可以取;$1$ 是分母根,不可取。 在 $(-2, 1)$ 区间内,例如 $x=0$,$\frac{-4}{-1}=4 \ge 0$,成立。 在 $(1, 2)$ 区间内,例如 $x=1.5$,$\frac{2.25-4}{0.5} = \frac{-1.75}{0.5} < 0$,不成立! 重新检查符号: $\frac{x^2-4}{x-1} \ge 0$ 根:$-2, 1, 2$。 测试区间: 1. $x > 2$ (如3): $\frac{9-4}{2} > 0$,成立。 2. $1 < x < 2$ (如1.5): $\frac{2.25-4}{0.5} < 0$,不成立。 3. $-2 < x < 1$ (如0): $\frac{-4}{-1} > 0$,成立。 4. $x < -2$ (如-3): $\frac{9-4}{-4} < 0$,不成立。 端点: $x=2$: 0,成立。 $x=-2$: 0,成立。 $x=1$: 无意义。 所以解集是 $(-\infty, -2] \cup (-2, 1) \cup (2, \infty)$? 不对,$(-2, 1)$ 是成立的。 $(-\infty, -2]$ 成立。 $(2, \infty)$ 成立。 所以解集是 $(-\infty, -2] \cup (-2, 1) \cup (2, \infty)$。 合并 $(-\infty, -2]$ 和 $(-2, 1)$ 得到 $(-\infty, 1)$。 所以最终解集:$(-\infty, 1) \cup (2, \infty)$。 再次验证: $x=0 \in (-\infty, 1)$,$\frac{-4}{-1}=4 \ge 0$,对。 $x=3 \in (2, \infty)$,$\frac{5}{2}=2.5 \ge 0$,对。 $x=1.5 \notin$ 解集,$\frac{-1.75}{0.5} < 0$,对。 $x=-3 \notin$ 解集,$\frac{5}{-4} < 0$,对。
判对标准:
1. 正确识别出三个关键点:$-2, 1, 2$。
2. 正确判断出 $x=1$ 必须排除(空心圈)。
3. 正确判断出 $x=-2$ 和 $x=2$ 可以取(实心点,因为不等号含等号且分子为0)。
4. 正确判断出解集区间为 $(-\infty, 1) \cup [2, +\infty)$。
5. 若学生写出 $(-\infty, -2] \cup (-2, 1) \cup [2, +\infty)$ 也算对,但需合并简化。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›