穿根法
穿根法解不等式的原理、步骤和应用范例
摘要：本文通过阐述穿根法解不等式的原理、步骤和应用范例，尝试对其进行系统性的论述。在原理层面，提出该方法中不等式的标准形式为f(x)=(x-x1)(x-x2)……(x-x n)∨0，规范了序轴的概念，先后由一元一次、二次到高次不等式，动态考察了f(x)的符号变化规律，并介绍如何使用穿根法表达此规律；在步骤层面，对解高次不等式、分式不等式和含等号不等式的操作步骤进行了分类详述；然后通过6个应用范例，进一步展现了穿根法解不等式的具体操作细节和若干注意事项。论文最后概括说明了穿根法的特征和实用意义。
关键词：穿根法；解不等式；原理；步骤；应用
穿根法，又称序轴标根法，是解一元整式、分式不等式的重要通用方法，特别在解简单高次不等式时，一直居于主流地位。然而，该方法目前尚未进入中学正式教材，在很多资料中，对此法也往往是只提应用，而对其来龙去脉，叙述不清，建构模糊。现结合中学一线教学经验，通过阐述其原理、步骤和应用范例，尝试对其进行系统性的论述。
一、原理
穿根法解不等式时，一般先将其化为形如：
f(x)=(x-x1)(x-x2)…(x-x n)>0 （或<0）
的标准形式，主要考察f(x)的符号规律。
在穿根法中我们引入序轴的概念。序轴是一条有向直线，类似于数轴，但上面不必标出原点，也不必考虑长度单位，只要求在其上标数时，按由左至右，从小到大的顺序即可。
（一）一次不等式
标准形式：f(x)=x-x1>0 （或<0）
我们将x-x1=0的根x1标在序轴上，可以发现：x1右边的点都是
大于x1的点，即是x-x1>0的解；而x1左边
的点都是小于x1的点，即是x-x1<0的解。
所以可以如图标注，图中+、- 用以表示
f(x)=x-x1的符号。
我们还可以以动态的思想来考察该问题。当一点x=a 从x1右侧向x1左侧移动时，f(x)=x-x1经历了由正到0又到负的符号变换。由此也可得出f(x)的符号可以如图标注的结论。
（二）二次不等式
标准形式：f(x)=(x-x1)(x-x2) >0 （或<0）
(1) x1≠x2时，不妨设x1 将f(x)=0的二根x1、x2标在序轴上，则可以发现：处于(-∞, x1)， (x2,+∞)内的点满足f(x) >0，处于(x1,x2)内的点满足f(x) <0。 当我们动态考察该问题时，我们也可以发现：当点x=a在x2右方时，x-x1、x-x2均正，故有f(x) >0；而当点x=a从x2右侧移动到左侧时，x-x2变为负值，而x-x1符号不变，所以有f(x)必然变号，此时由正变负；而再当点x=a从x1右侧移动到左侧时，x-x1由正变负，而x-x2符号不变，所以f(x)又一次变号，此时由负变正。 总之，无论从哪个方面看，f(x)的符号都可以如图标注。 (2) x1=x2时，即形如f(x)=(x-x1)2时 显然，(-∞,x1)与( x1 ,+∞)都是f(x) >0的解。 而若动态的考察此问题，则有 点x=a 从x1右侧移动向左侧移动时， 由于平方项内的x-x1由正到0又到负，所以f(x)经历了由正到0又回到正的过程。故而f(x)在x1两侧符号同正，只有在x=x1处为0。（三）高次不等式 标准形式：f(x)=(x-x1)(x-x2)…(x-x n)>0 （或<0），x1≤x2≤……≤x n (1)x1 动态考察f(x)的符号，则有当点x=a在x n右方时，x-x i (i=1,2,…,n)均大于0，故而f(x) >0；而当点x=a从x n右侧移动到左侧时，x-x n符号变化，而其余任一x-x i均不变号，所以有f(x)由正变负；类似可得：对任一i，当点x=a从x i右侧移动到左侧时，x-x i符号变化，而其余 每个x-x j(j≠i)都 不变号，所以有f(x)必然变号，或由正变负，或由负变正。就这样，由于每过一个x i都恰有一个因式x-x i变号，所以我们可以从最右上方开始画一条依次穿过各根的线，这正是穿根法的原理和名称由来。 (2)x1≤x2≤……≤x n且有等号成立时 其标准形式可写为 f(x)=(x-x1)m1(x-x2) m2…(x-x n) mn >0 （或<0）， x1 二、步骤 （一）一元高次不等式 对于不等式f(x) >0，其中f(x)为x的高次多项式，用穿根法解的步骤如下： （1）整理——原式化为标准型把f(x)进行因式分解，并化简为下面的形式： f(x)=(x-x1)m1(x-x2) m2…(x-x n) mn >0（或<0）， m i∈N*(i=1,2,…,n)（2）标根——在序轴上标根将f(x)=0的n个不同的根x1,x2,……x n按照大小顺序标在序轴上，将序轴分为n+1个区间。 （3）画线——画穿根线从最大根右上方开始，按照大小顺序依次经过每个根画一条连续曲线，作为穿根线。遇奇次根穿过序轴，遇偶次根弹回，即“奇穿偶回”。 （4）选解——写出解集如例图，在序轴上方的曲线对应的区间为f(x)>0解集，在序轴下方的曲线对应的区间为f(x)<0解集。 （二）分式不等式 一、先将不等式整理成f(x)/g(x)>0或f(x)/g(x)<0的形式，其中，f(x)、g(x)为整式。 二、f(x)·g(x)>0 ·g(x) <0 即将分式不等式转化为整式不等式再处理。 （三）含等号的整式、分式不等式 对于整式不等式，要注意写解集时将各个根包括进去。一般只需将开区间符号改为闭区间符号，同时注意必要时合并区间。 对于分式不等式，尤其要注意分母非0。 f(x)/g(x)≥·g(x)≥0 且g(x)≠0 f(x)/g(x)≤f(x)·g(x)≤0且g(x)≠0 这样就要求在标根时，将能够使不等式成立的根标为实点，否则标为虚点。 （四）注意 分式不等式和高次不等式在化简时每一步变形都应是不等式的等价变形。对于变形中出现的形如x2+px+q=0的因式，若其△≥0，则继续分解。若△<0，则直接消去，因为此时该式恒大于0。 三、应用范例 例1解不等式：(x-1)2(x+1)(x-2)(x+4)<0 具体步骤： 1 将(x-1)2(x+1)(x-2)(x+4)=0的根记入演算数据区。其中，由于1 是偶次根，在其下加一点以区别于其它奇次根。 2 画有向直线作为序轴，在序轴上由小到大、由左到右标根。每 标一根，在数据区相应根下打一标记表示已取。标偶次根时，在序轴该根位置上方或下方加一点，即偶次根标重（cong）点。 3 从最大根2的右上方开始画穿根线，首先让线穿过根2，当接着 到1时，由于1是偶次根，附近有重点，故线被弹回。然后线又依次穿过根-1和-4。如图。 4穿根线与序轴围成的区域，序轴上方标“+”号，表示f(x)在该区间取正值。序轴下方标“-”号，表示f(x)在该区间取负值。 5 所有的根均不能使不等式成立，故各根均标上虚点。 6 写出解集，一般用区间方式列出。 解：用穿根法作图 如右，可知原不等 式解集为： (-∞,-4)∪(-1,1)∪(1,2) 例2解不等式：(x+2)(x+1)2(x-1)3(x-2)≤0 解：用穿根法作图 如右。（注意“奇 穿偶回”，每个根 都标为实点。） 可知原不等式解集为：(-∞,-2]∪{-1}∪[1,2] 说明：也可将原不等式转化为(x+2)(x+1)2(x-1)(x-2)≤0以后，再用穿根法做。 例3解不等式：(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)>120 解：将原不等式变形： [(x-1)(x-4)][(x-2)(x-3)]-120>0 (x2-5x+4)(x2-5x+6)-120>0 (x2-5x)2+10(x2-5x)-96>0 (x2-5x+16)(x2-5x-6)>0 (x2-5x+16)(x-6)( x+1)>0 ∵x2-5x+16恒大于零，于是得与原不等式同解的不等式 (x-6)( x+1)>0 对此也可用穿根法解决，如图 所以，原不等式的解集是：(-∞,-1)∪(6,+∞) 例4解不等式：(3x-5)/( x2+2x-3) ≤2 解：原不等式(3x-5-2x2-4x+6)/(x2+2x-3)≤0 (2x2+4x-6-3x+5)/(x2+2x-3)≥0 (2x2+x-1)/(x2+2x-3)≥0 (x+1)(2x-1)/(x+3)(x-1)≥0 (x+1)(2x-1)(x+3)(x-1)≥0 且(x+3)(x-1)≠0 如图，用穿根法，注意区分实点和虚点，可得原不等式解集为：(-∞,-3)∪[-1，1/2]∪(1,+ ∞) 例5解关于x的不等式：(x-1)(x-t)<0 解：1) t<1时，如图用穿根法，可得原不等式解集为：(t,1) 2）t=1 3）t>1时，如图用穿根法，可得原不等式解集为：(1,t) 例6 若a≠±1，解关于x的不等式 (x-a)/(x+1)(x-1)≤0 解：1) a<-1时，如图用穿根法， ∴原不等式解集为：(-∞,a)∪(-1,1) 2）-1 法， ∴原不等式解集为： (-∞, -1)∪[a,1) 3）a>1时，如图用穿根法， ∴原不等式解集为： (-∞, -1)∪(1, a] 说明：解整式、分式不等式注意事项，可记以下口诀：移项调号，分解排序，奇穿偶回，分母非零，参数讨论，小心等号。 四、小结 穿根法通过序轴、标根、穿根线及区间正负标志，形象的表示 f(x)=(x-x1)(x-x2)……(x-x n)值的符号变化规律，较好体现了数形结合的思想，具备直观明晰的优点。它还有数轴标根法、区间法，根轴法等名称，但相对来说，用“序轴标根法”作为学名比较确切，简称为“穿根法”较为形象。此方法通用性强，思想方法灵活独特、易于领会。它主要用于解一元高次不等式和分式不等式，对于一元一次、二次不等式，也一样适用。系统地了解领会此方法的原理应用、来龙去脉， 对于学生提高数学思维素质和解题水平，具有重要意义。 不等式的解法 1、一元一次不等式ax b > 方法：通过去分母、去括号、移项、合并同类项等步骤化为ax b >的形式，若0a >,则b x a > ；若0a <,则b x a < ；若0a =,则当0b <时，x R ∈；当0b ≥时，x ∈?。 【例1-1】（1）21 33 ax -> 解：此时，因为a 的符号不知道，所以要分：a =0，a >0, a <0这三种情况来讨论. 由原不等式得a x >1, ①当a =0时，? 0>1.所以，此时不等式无解. ② 当a >0时，? x > a 1, ③当a <0时，?x -+-a b x b a 。 解：R a ∈，012>+-a a ∴ 01)1(32 2<+-++-a a x a a 的解为3 1- 函数极值的几种求法 ──针对高中生所学知识 摘要：函数是数学教学中一个重要的组成部分，从小学六年级的一元一次方程继而延伸到初中的一次函数，二次函数的初步介绍，再到高中的函数的单调性、周期性、最值、极值，以及指数函数、对数函数、三角函数的学习，这些足以说明函数在数学教学中的地位。极值作为函数的一个重要性质，无论是在历年高考试题中，还是在实际生活运用中都占有不可或缺的地位。本文主要阐述了初高中常见的几种函数，通过函数极值的相关理论给出每种函数极值的求解方法。 关键词：函数；单调性；导数；图像；极值 Abstract: Function is an important part of mathematics teaching. First the learning of linear equation in six grade, secondly the preliminary introduction of linear functions and quadratic functions in junior high school, then the monotonicity, the periodicity, the most value and the extreme value of function, finally the learning of the logarithmic function, exponential function and trigonometric function in high school. These are enough to show the important statue of the function in mathematics teaching. As an important properties of function, extreme value has an indispensable status whether in the calendar year test, or in daily life. This article will mainly expound the methods of solving the extreme value of sever functions in middle school. Key words: function; monotonicity; derivative; image; extreme value “函数”一词最先是由德国的数学家莱布尼茨在17世纪采用的，当时莱布尼茨用“函数”这一词来表示变量x的幂，也就是x的平方x的立方。之后莱布尼茨又将“函数”这一词用来表示曲线上的横坐标、纵坐标、切线的长度、垂线的长度等与曲线上的点有关的变量[]1。就这样“函数”这词逐渐盛行。在中国，清代著名数学家、天文学家、翻译家和教育家，近代科学的先驱者善兰给出的定义是： 穿根法解高次不等式 一.方法:先因式分解,再使用穿根法. 注意:因式分解后,整理成每个因式中未知数得系数为正。 使用方法: ①在数轴上标出化简后各因式得根,使等号成立得根,标为实点,等号不成立得根要标虚点。 ②自右向左自上而下穿线,遇偶次重根不穿透,遇奇次重根要穿透(叫奇穿偶不穿). ③数轴上方曲线对应区域使“〉”成立, 下方曲线对应区域使“<”成立. 例1:解不等式 (1) (x+4)(x+5)2(2－ｘ)3<0 (2) 错误!≤1 解: (1) 原不等式等价于(x ＋４)(x+5)2(x —２)3＞0 (2) 根据穿根法如图 不等式解集为 {x x< １ 3 或＼f( 1 , 2 )【例２】 解不等式:(１)2x 3－x 2—1５x 〉０;(2)(x+4)(x+5)2(2—x)3<0。 【分析】 如果多项式f(x)可分解为n 个一次式得积,则一元高次不等式ｆ(x)＞0(或f(ｘ)＜0)可用“穿根法"求解,但要注意处理好有重根得情况、 解:(1)原不等式可化为 x(２ｘ＋５)(x-3)〉0 顺轴.然后从右上开始画曲线顺次经过三个根,其解集如图(５－1)得阴影部分. (2)原不等式等价于 (x+4)(ｘ+5)2(ｘ-2)3＞0 ∴原不等式解集为｛x|ｘ＜-5或－５＜ｘ〈—4或x ＞2｝、 【说明】 用“穿根法”解不等式时应注意．．．．．．．．．．．．．．:．①各一次项中．．．．．．x ．得．系数必为正．．．．．;．②对于偶次或奇次重根可参照．．．．．．．．．．．．．(．２．)．得解法转化为不含重．．．．．．．．．根得不等式．．．．．,．也可直接用“穿根法．．．．．．．．．",．．但注意．．．“奇穿偶不穿”．．．．．．．.．其法如图．．．． (5．．－．２．)． .． 二. 数轴标根法”又称“数轴穿根法” 第一步:通过不等式得诸多性质对不等式进行移项,使得右侧为0。(注意:一定要保证x 前得系数为 正数) 例如:将x^3—2x^2—x+2>0化为(x-2)(x-１)(x+1)＞０ 第二步:将不等号换成等号解出所有根。 例如:(x —２)(x-1)(x+1)=0得根为:x １＝2,x ２＝1,x ３=—1 第三步:在数轴上从左到右依次标出各根。 例如:—1 1 ２ 第四步:画穿根线:以数轴为标准,从“最右根”得右上方穿过根,往左下画线,然后又穿过“次右根”上去,一上一下依次穿过各根、 第五步:观察不等号,如果不等号为“〉",则取数轴上方,穿根线以内得范围;如果不等号为“<”则取数轴下方,穿根线以内得范围。ｘ得次数若为偶数则不穿过,即奇过偶不过。 例如: 一 不等式的解法 1 含绝对值不等式的解法（关键是去掉绝对值） 利用绝对值的定义：（零点分段法） 利用绝对值的几何意义：||x 表示x 到原点的距离 ||(0){|}x a a x x a =>=±的解集为 }|{)0(||a x a x a a x <<-><的解集为 }|{)0(||a x a x x a a x -<>>>或的解集为 公式法：c b ax <+,与)0(>>+c c b ax 型的不等式的解法. 2 整式不等式的解法 根轴法（零点分段法） 1） 化简（将不等式化为不等号右边为0，左边x 的最高次项系数为正)； 2） 分解因式； 3） 标根（令每个因式为0，求出相应的根，并将此根标在数轴上。注意：能取 的根打实心点，不能去的打空心）； 4） 穿线写解集(从右到左，从上到下依次穿线。注意：偶次重根不能穿过)； 一元二次不等式解法步骤： 1） 化简（将不等式化为不等号右边为0，左边x 的最高次项系数为正)； 2） 首先考虑分解因式；不易分解则判断?，当0?≥时解方程（利用求根公式） 3） 画图写解集（能取的根打实心点，不能去的打空心） 3 分式不等式的解法 1）标准化：移项通分化为()0()f x g x >(或()0()f x g x <)；()0()f x g x ≥(或()0() f x g x ≤)的形式， 2）转化为整式不等式（组）()()0()()0()()00()0()()f x g x f x f x f x g x g x g x g x ≥?>?>≥??≠?； 4 指数、对数不等式的解法 ①当1a >时 ()()()()f x g x a a f x g x >?> log ()log ()()()0a a f x g x f x g x >?>> ②当01a <<时 ()()()()f x g x a a f x g x >?< log ()log ()0()()a a f x g x f x g x >?<< x = 0x x ≥ 0x x -< 穿根法解高次不等式 一．方法:先因式分解,再使用穿根法. 注意:因式分解后,整理成每个因式中未知数的系数为正. 使用方法: ①在数轴上标出化简后各因式的根,使等号成立的根,标为实点, 等号不成立的根要标虚点. ②自右向左自上而下穿线,遇偶次重根不穿透,遇奇次重根要穿 透(叫奇穿偶不穿). ③数轴上方曲线对应区域使“>”成立, 下方曲线对应区域使 “<”成立. 例1:解不等式 (1) (x+4)(x+5)2(2-x)3<0 (2) x 2-4x+1 3x 2-7x+2 ≤1 解: (1) 原不等式等价于(x+4)(x+5)2(x-2)3>0 根据穿根法如图 不等式解集为{x ∣x>2或 (2) 变形为 (2x-1)(x-1) (3x-1)(x-2) ≥0 根据穿根法如图 不等式解集为 {x x< 1 3 或 1 2 ≤x ≤1或x>2}. 【例2】 解不等式：(1)2x 3-x 2-15x ＞0；(2)(x+4)(x+5)2(2-x)3＜0． 【分析】 如果多项式f(x)可分解为n 个一次式的积，则一元高次不等式f(x)＞0(或f(x)＜0)可用“穿根法”求解，但要注意处理好有重根的情况． 解：(1)原不等式可化为 x(2x+5)(x-3)＞0 顺轴．然后从右上开始画曲线顺次经过三个根，其解集如图(5－1)的阴影部分． (2)原不等式等价于 (x+4)(x+5)2(x-2)3＞0 ∴原不等式解集为｛x|x ＜-5或-5＜x ＜-4或x ＞2｝． 【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参照．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)．．．的解法转化为不含重根．．．．．．．．．．的不等式，也可直接用“穿根法”，但注意．．．．．．．．．．．．．．．．．．．“奇穿偶不穿”．．．．．．．．其法如．．．．图．(5．．－．2)．． ．． 第十一讲 二元函数的极值 要求：理解多元函数极值的概念，会用充分条件判定二元函数的极值，会用拉格朗日乘数法求条件极值。 问题提出：在实际问题中，往往会遇到多元函数的最大值，最小值问题，与一元函数相 类似，多元函数的最大值，最小值与极大值，极小值有密切的关系，因此以二元函数为例，来讨论多元函数的极值问题． 一．二元函数的极值 定义 设函数),(y x f z =在点),(00y x 的某个邻域内有定义，对于该邻域内的所有 ),(),(00y x y x ≠，如果总有),(),(00y x f y x f <，则称函数),(y x f z =在点),(00y x 处有极大值；如果总有),(),(00y x f y x f >，则称函数),(y x f z =在点),(00y x 有极小值． 函数的极大值，极小值统称为极值，使函数取得极值的点称为极值点． 例1．函数xy z =在点)0,0(处不取得极值，因为在点)0,0(处的函数值为零，而在点 )0,0(的任一邻域内总有使函数值为正的点，也有使函数值为负的点． 例2．函数2 243y x z +=在点)0,0(处有极小值． 因为对任何),(y x 有0)0,0(),(=>f y x f ． 从几何上看，点)0,0,0(是开口朝上的椭圆抛物面2243y x z +=的顶点，曲面在点)0,0,0(处有切平面0=z ，从而得到函数取得极值的必要条件． 定理1（必要条件） 设函数),(y x f z =在点),(00y x 具有偏导数，且在点),(00y x 处有极值，则它在该点的 偏导数必然为零，即0),(00=y x f x ，0),(00=y x f y ． 几何解释 若函数),(y x f z =在点),(00y x 取得极值0z ，那么函数所表示的曲面在点) ,,(000z y x 处的切平面方程为 ))(,())(,(0000000y y y x f x x y x f z z y x -+-=- 是平行于xoy 坐标面的平面0z z =． 类似地有三元及三元以上函数的极值概念，对三元函数也有取得极值的必要条件为 0),,(000=z y x f x ，0),,(000=z y x f y ，0),,(000=z y x f z 绝对值大全（零点分段法、化简、最值） 一、去绝对值符号的几种常用方法 解含绝对值不等式的基本思路是去掉绝对值符号，使不等式变为不含绝对值符号的一般不等式，而后，其解法与一般不等式的解法相同。因此掌握去掉绝对值符号的方法和途径是解题关键。 1利用定义法去掉绝对值符号 根据实数含绝对值的意义，即|x |=(0)(0)x x x x ≥?? -????≤? ； |x |>c (0) 0(0)(0)x c x c c x c x R c <->>?? ?≠=??∈c (c >0)来解，如|ax b +|>c (c >0)可为ax b +>c 或 ax b +<－c ；|ax b +| “数轴标根法”又称“数轴穿根法”或“穿针引线法” 是高次不等式的简单解法 当高次不等式f（x）>0（或<0）的左边整式、分式不等式φ（x）/h（x）>0（或<0）的左边分子、分母能分解成若干个一次因式的积（x－a1）（x－a2）…（x －an）的形式，可把各因式的根标在数轴上，形成若干个区间，最右端的区间f （x）、φ（x）/h（x）的值必为正值，从右往左通常为正值、负值依次相间，这种解不等式的方法称为序轴标根法。 为了形象地体现正负值的变化规律，可以画一条浪线从右上方依次穿过每一根所对应的点，穿过最后一个点后就不再变方向，这种画法俗称“穿针引线法”，如图1（图片自上而下依次为图一，二，三，四）。 步骤 第一步：通过不等式的诸多性质对不等式进行移项，使得右侧为0。（注意：一定要保证x前的系数为正数） 例如：将x^3-2x^2-x+2>0化为(x-2)(x-1)(x+1)>0 第二步：将不等号换成等号解出所有根。 例如：(x-2)(x-1)(x+1)=0的根为：x1=2，x2=1，x3=-1 第三步：在数轴上从左到右依次标出各根。 例如：-1 1 2 第四步：画穿根线：以数轴为标准，从“最右根”的右上方穿过根，往左下画线，然后又穿过“次右根”上去，一上一下依次穿过各根。 第五步：观察不等号，如果不等号为“>”，则取数轴上方，穿根线以内的范围；如果不等号为“<”则取数轴下方，穿根线以内的范围。x的次数若为偶数则不穿过，即奇过偶不过。 例如： 若求(x-2)(x-1)(x+1)>0的根。 在数轴上标根得：-1 1 2 画穿根线：由右上方开始穿根。 因为不等号为“>”则取数轴上方，穿跟线以内的范围。即：-1 高次不等式的解法---穿根法 一．方法:先因式分解,再使用穿根法. 注意:因式分解后,整理成每个因式中未知数的系数为正. 使用方法: ①在数轴上标出化简后各因式的根,使等号成立的根,标为实点,等号不成立的根要标虚点. ②自右向左自上而下穿线,遇偶次重根不穿透,遇奇次重根要穿透(叫奇穿偶不穿). ③数轴上方曲线对应区域使“>”成立, 下方曲线对应区域使“<”成立. 例1:解不等式 (1) (x+4)(x+5)2(2-x)3<0 (2) x 2-4x+1 3x 2-7x+2 ≤1 解: (1) 原不等式等价于(x+4)(x+5)2(x-2)3>0 根据穿根法如图 不等式解集为{x ∣x>2或x<-4 (2) 变形为 (2x-1)(x-1) ≥0 根据穿根法如图 不等式解集为 {x x<1 3 或 1 2 ≤x≤1或x>2}. 【例2】解不等式：(1)2x3-x2-15x＞0；(2)(x+4)(x+5)2(2-x)3＜0． 【分析】如果多项式f(x)可分解为n个一次式的积，则一元高次不等式f(x)＞0(或f(x)＜0)可用“穿根法”求解，但要注意处理好有重根的情况． 解：(1)原不等式可化为 x(2x+5)(x-3)＞0 顺轴．然后从右上开始画曲线顺次经过三个根，其解集如图(5－1)的阴影部分． (2)原不等式等价于 (x+4)(x+5)2(x-2)3＞0 ∴原不等式解集为｛x|x＜-5或-5＜x＜-4或x＞2｝． 【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参照．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2) ．．．的解法转化为不含重根 ．．．．．．．．．． 的不等式，也可直接用“穿根法”，但注意．．．．．．．．．．．．．．．．．．．“奇穿偶不穿” ．．．．．．．．其法如 ．．．．图．(5．．－．2)．．．． 专题：数轴穿根法 “数轴穿根法”又称“数轴标根法” 第一步：通过不等式的诸多性质对不等式进行移项，使得右侧为0。（注意：一定要保证x 前的系数为正数） 例如： (x-2)(x-1)(x+1)>0 第二步：将不等号换成等号解出所有根。 例如：(x-2)(x-1)(x+1)=0的根为：x 1=2，x 2=1，x 3=-1 第三步：在数轴上从左到右依次标出各根。 例如：-1 1 2 第三步：画穿根线：以数轴为标准，从“最右根”的右上方穿过根，往左下画线，然后又穿过“次右跟”上去，一上一下依次穿过各根。 第四步：观察不等号，如果不等号为“>”，则取数轴上方，穿根线以内的范围；如果不等号为“<”则取数轴下方，穿根线以内的范围。 例如： 若求(x-2)(x-1)(x+1)>0的解。 因为不等号威“>”则取数轴上方，穿根线以内的范围。即：-1 三、导数的应用 函数的极值及其求法 在学习函数的极值之前，我们先来看一例子：设有函数，容易知道点x=1及x=2是此函数单调区间的分界点，又可知在点x=1左侧附近，函数值是单调增加的，在点x=1右侧附近，函数值是单调减小的.因此存在着点x=1的一个邻域,对于这个邻域内,任何点x(x=1除外)，＜均成立，点x=2也有类似的情况(在此不多说),为什么这些点有这些性质呢？ 事实上，这就是我们将要学习的内容——函数的极值， 函数极值的定义设函数在区间(a,b)内有定义，x 0是(a,b)内一点. 若存在着x 0点的一个邻域，对于这个邻域内任何点x(x 0点除外)，＜均成立，则说是函数的一个极大值； 若存在着x 0点的一个邻域，对于这个邻域内任何点x(x 0点除外)，＞均成立，则说是函数的一个极小值.函数的极大值与极小值统称为函数的极值，使函数取得极值的点称为极值点。 我们知道了函数极值的定义了，怎样求函数的极值呢？ 学习这个问题之前，我们再来学习一个概念——驻点凡是使的x 点，称为函数的驻点。 判断极值点存在的方法有两种：如下 方法一：设函数在x 0点的邻域可导，且. 情况一：若当x 取x 0左侧邻近值时， ＞0，当x 取x 0右侧邻近值时，＜0，则函数在x 0点取极大值。 情况一：若当x 取x 0左侧邻近值时， ＜0，当x 取x 0右侧邻近值时，＞0，则函数在x 0点取极小值。 注：此判定方法也适用于导数在x 0点不存在的情况。 用方法一求极值的一般步骤是： a)：求； b)：求的全部的解——驻点； c)：判断在驻点两侧的变化规律，即可判断出函数的极值。例题：求极值点 解答：先求导数 再求出驻点：当时，x=-2、1、-4/5 判定函数的极值，如下图所示 元高次不等式的解法 The manuscript was revised on the evening of 2021 一元高次不等式的解法 步骤：正化，求根，标轴，穿线（奇过偶不过），定解 穿根法（零点分段法）（高次不等式：数轴穿根法: 奇穿，偶不穿）解题方法：数轴标根法。 解题步骤： （1）首项系数化为“正” （2）移项通分，不等号右侧化为“0” （3）因式分解，化为几个一次因式积的形式 （4）数轴标根。 求解不等式：)0)(0(0022110><>++++--a a x a x a x a n n n n 解法：①将不等式化为0123()()()()0n a x x x x x x x x ---->形式，并将各因式中的x 系数化“+”(为了统一方便) ②求根，并将根按从小到大的在数轴上从左到右的表示出来； ③由右上方穿线，经过数轴上表示各根的点。（即从右向左、从上往下：看x 的次数：偶次根穿而不过，奇次根一穿而过）。注意：奇穿偶不穿。 ④若不等式（x 系数化“+”后）是“0>”,则找“线”在x 轴上方的区间；若不等式是“0<”,则找“线”在x 轴下方的区间： 注意：“≤或≥”标根时，分子实心，分母空心。 例1： 求不等式223680x x x --+>的解集。 解：将原不等式因式分解为：(2)(1)(4)0x x x +--> 由方程：(2)(1)(4)0x x x +--=解得1232,1,4x x x =-==，将这三个根按从小到大顺序在数轴上标出来，如图 由图可看出不等式223680x x x --+>的解集为：{}|21,4x x x -<<>或 （1）()()()()00,f x f x g x g x >??> ()() ()()(2)00;f x f x g x g x .. 绝对值大全（零点分段法、化简、最值） 一、去绝对值符号的几种常用方法 解含绝对值不等式的基本思路是去掉绝对值符号，使不等式变为不含绝对值符号的一般不等式，而后，其解法与一般不等式的解法相同。因此掌握去掉绝对值符号的方法和途径是解题关键。 1利用定义法去掉绝对值符号 根据实数含绝对值的意义，即|x |=(0)(0)x x x x ，有|x | 不等式解法15种典型例题 典型例题一 例1 解不等式：（1）015223>--x x x ；（2）0)2()5)(4(3 2<-++x x x ． 分析：如果多项式)(x f 可分解为n 个一次式的积，则一元高次不等式0)(>x f （或0)( 穿根法解不等式的原理、步骤和应用范例 摘要：本文通过阐述穿根法解不等式的原理、步骤和应用范例，尝试对其进行系统性的论述。在原理层面，提出该方法中不等式的标准形式为f(x)=(x-x1)(x-x2)……(x-x n)∨0，规范了序轴的概念，先后由一元一次、二次到高次不等式，动态考察了f(x)的符号变化规律，并介绍如何使用穿根法表达此规律；在步骤层面，对解高次不等式、分式不等式和含等号不等式的操作步骤进行了分类详述；然后通过6个应用范例，进一步展现了穿根法解不等式的具体操作细节和若干注意事项。论文最后概括说明了穿根法的特征和实用意义。 关键词：穿根法；解不等式；原理；步骤；应用 穿根法，又称序轴标根法，是解一元整式、分式不等式的重要通用方法，特别在解简单高次不等式时，一直居于主流地位。然而，该方法目前尚未进入中学正式教材，在很多资料中，对此法也往往是只提应用，而对其来龙去脉，叙述不清，建构模糊。现结合中学一线教学经验，通过阐述其原理、步骤和应用范例，尝试对其进行系统性的论述。 一、原理 穿根法解不等式时，一般先将其化为形如： f(x)=(x-x1)(x-x2)…(x-x n)>0 （或<0） 的标准形式，主要考察f(x)的符号规律。 在穿根法中我们引入序轴的概念。序轴是一条有向直线，类似于数轴，但上面不必标出原点，也不必考虑长度单位，只要求在其上标数时，按由左至右，从小到大的顺序即可。 （一）一次不等式 标准形式：f(x)=x-x1>0 （或<0） 我们将x-x1=0的根x1标在序轴上，可以发现：x1右边的点都是 大于x1的点，即是x-x1>0的解；而x1左边 的点都是小于x1的点，即是x-x1<0的解。 所以可以如图标注，图中+、- 用以表示 f(x)=x-x1的符号。 我们还可以以动态的思想来考察该问题。当一点x=a 从x1右侧向x1左侧移动时，f(x)=x-x1经历了由正到0又到负的符号变换。由此也可得出f(x)的符号可以如图标注的结论。 （二）二次不等式 标准形式：f(x)=(x-x1)(x-x2) >0 （或<0） (1) x1≠x2时，不妨设x1 穿根法解不等式 穿根法，又称序轴标根法，是解一元整式、分式不等式的重要通用方法，特别在解简单高次不等式时，一直居于主流地位。然而，该方法目前尚未进入中学正式教材，在很多资料中，对此法也往往是只提应用，而对其来龙去脉，叙述不清，建构模糊。现结合中学一线教学经验，通过阐述其原理、步骤和应用范例，尝试对其进行系统性的论述。 一、原理 穿根法解不等式时，一般先将其化为形如： f(x)=(x-x1)(x-x2)…(x-x n)>0 （或<0） 的标准形式，主要考察f(x)的符号规律。 在穿根法中我们引入序轴的概念。序轴是一条有向直线，类似于数轴，但上面不必标出原点，也不必考虑长度单位，只要求在其上标数时，按由左至右，从小到大的顺序即可。 （一）一次不等式 标准形式：f(x)=x-x1>0 （或<0） 我们将x-x1=0的根x1标在序轴上，可以发现：x1右边的点都是大于x1的点，即是x-x1>0的解；而x1左边 的点都是小于x1的点，即是x-x1<0的解。 所以可以如图标注，图中+、- 用以表示 f(x)=x-x1的符号。 我们还可以以动态的思想来考察该问题。当一点x=a 从x1右侧向x1左侧移动时，f(x)=x-x1经历了由正到0又到负的符号变换。由此也可得出f(x)的符号可以如图标注的结论。 （二）二次不等式 标准形式：f(x)=(x-x1)(x-x2) >0 （或<0） (1) x1≠x2时，不妨设x1 目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 第一章引言 (4) 第二章一元函数的极值 (5) 2.1极值的充分条件 (5) 2.2几种特殊函数的极值 (8) 第三章多元函数的极值 (12) 3.1无条件极值 (13) 3.2条件极值 (15) 第四章函数极值的应用 (19) 参考文献 (24) 致谢 (25) 函数极值的求法及其应用 曾浪 数学与信息学院数学与应用数学专业 2013级指导教师:罗家贵 摘要：函数极值问题是我们在中学数学和高等数学中都能常常遇见的问题，自然学科、工程技术及生产活动、生活实践中很多需要解决的问题，都与求函数极值有关，而导数和微积分的重要应用之一，就是求函数极值。本文从参考书中的例子和生活中的实际问题入手，分别对一元函数和多元函数的极值的求法及其应用进行总结和分析。 关键词：函数；极值；应用 The extreme of function of religion and its application Zeng Lang Mathematics and applied mathematics professional，college of mathematics and information，Grade 2013 Instructor:Luo Jiagui Abstract:Extremum problems is that we can often meet in the middle school mathematics and higher mathematics problems need to solve many natural science, engineering technology and production activities and life practice problems are related with extremal function, and the important application of derivative and differential calculus, is extremal function. In this paper, we start from the examples in reference books and the practical problems in life, and sum up and analyze the methods and applications of the extremum of the function of one variable and multiple functions. Key word: function; the extreme; application 一元高次不等式的解法 这里主要介绍“数轴标根法”解高次不等式，简单快捷.“数轴标根法”又称“数轴穿根法”、“穿针引线法”或“序轴标根法”. 一、解题步骤 求不等式32638x x x -+<-+的解集 1. 化简：移项使右侧为0，将x 最高次项系数化为正数，再将左侧分解为几个一次因式积的形式. 将32638x x x -+<-+化为323680(2)(1)(4)0x x x x x x --+>?+--> 2. 求根：将不等式换成等式解出所有根. (2)(1)(4)0x x x +--=的根为12x =-，21x =，34x = 3. 标根：在数轴上从左到右依次标出各根. -2 1 4 4. 穿根：以数轴为标准，从“最右根”的右上方穿过根，往左下画线，然后又穿过“次右根”上去，一上一下依次穿过各根. 5. 写解：大于号取上方，小于号取下方，取穿根线以内的范围，将各解集求并. 不等式32638x x x -+<-+的解集为：{}|21,4x x x -<<>或 二、易错提示 求解不等式：)0)(0(0022110><>++++--a a x a x a x a n n n n 1. 分解因式：将不等式化为0123()()()()0n a x x x x x x x x ---->L 形式. 2. 正化系数：将各因式中的x 系数化为正数. 3. 奇穿偶不穿：从右上方往左下方穿线，依次经过数轴上表示各根的点，看各一次因式的次数，偶次根穿而不过，奇次根一穿而过，简称“奇穿偶不穿”. 4. 解分式不等式：可化为一元高次不等式进行求解，如遇“≤或≥”，在标根时，分子实心，分母空心. 三、分式不等式解法 专题：数轴穿根法 “数轴穿根法”又称“数轴标根法” 第一步：通过不等式的诸多性质对不等式进行移项，使得右侧为0。（注意：一定要保证x前的系数为正数） 例如： (x-2)(x-1)(x+1)>0 第二步：将不等号换成等号解出所有根。 例如：(x-2)(x-1)(x+1)=0的根为：x 1=2，x 2 =1，x 3 =-1 第三步：在数轴上从左到右依次标出各根。 例如：-1 1 2 第三步：画穿根线：以数轴为标准，从“最右根”的右上方穿过根，往左下画线，然后又穿过“次右跟”上去，一上一下依次穿过各根。 第四步：观察不等号，如果不等号为“>”，则取数轴上方，穿根线以内的范围；如果不等号为“<”则取数轴下方，穿根线以内的范围。 例如： 若求(x-2)(x-1)(x+1)>0的解。 因为不等号威“>”则取数轴上方，穿根线以内的范围。即：-1 1、解不等式0)3)(1)(12(>--+x x x 解析：1）一边是因式乘积、另一边是零的形式，其中各因式未知数的系数为正。 2）因式)12(+x 、)1(-x 、)3(-x 的根分别是 1-、1、3。在数轴 3）从最大根3的右上方开始，向左依次 穿线（数轴上方有线表示数轴上方有函数 图象，数轴下方有线表示数轴下方有函数图象，此线并不表示函数的真实图象）。 4）数轴上方曲线对应的x 的取值区间，为0)3)(1)(12(>--+x x x 的解集，数轴下方曲线对应的x 的取值区间，为 0)3)(1)(12(<--+x x x 的解集。 ∴不等式0)3)(1)(12(>--+x x x 的解集为),3()1,2 1(+∞- 。 在上述解题过程中，学生存在的疑问往往有：为什么各因式中未知数的系数为正；为什么从最大根的右上方开始穿线；为什么数轴上方曲线对应的x 的集合是大于零不等式的解集，数轴下方曲线对应x 的集合是小于零不等式的解集。 2、解不等式0)3()12 1)(2(32<--+x x x 解析：1）一边是因式乘积、另一边是零的形式，其中各因式未知数的系数为正。 2）因式)2(+x 、2)121(-x 、3)3(-x 的根分别为2-、2、3，在数轴上把它们标出（如图2）。 第八节多元函数的极值及其求法 教学目的：了解多元函数极值的定义，熟练掌握多元函数无条件极值存在的判定方法、求极值方法，并能够解决实际问题。熟练使用拉格朗日乘数法求条件极 值。 教学重点：多元函数极值的求法。 教学难点：利用拉格朗日乘数法求条件极值。 教学内容： 一、多元函数的极值及最大值、最小值 定义设函数z f（x, y）在点（X。, y。）的某个邻域内有定义，对于该邻域内异 于（X。，yo）的点，如果都适合不等式 f （X, y） f（X o,y。） 则称函数f（X，y）在点（X0，y。）有极大值f（X0，y。）。如果都适合不等式 f （X, y） f（X。,y。）， 则称函数f（X，y）在点（X0,y。）有极小值f（X0,y。）.极大值、极小值统称为极值。 使函数取得极值的点称为极值点。 22 例1 函数z 3X 4y在点（。，。）处有极小值。因为对于点（。，。）的任一邻域内异于（。，。）的点，函数值都为正，而在点（。，。）处的函数值为零。从22 几何上看这是显然的，因为点（。，。，。）是开口朝上的椭圆抛物面z 3X2 4y2 的顶点。 例2函数z x y在点（0, 0）处有极大值。因为在点（0, 0）处函数值为零，而对于点（0, 0）的任一邻域内异于（0, 0）的点，函数值都为负， 点（0, 0, 0）是位于xOy平面下方的锥面z: x2 y2的顶点。 例3 函数z xy在点（0, 0）处既不取得极大值也不取得极小值。因为在 点（0, 0）处的函数值为零，而在点（0, 0）的任一邻域内，总有使函数值为正的点，也有使函数值为负的点。 定理1 （必要条件）设函数z f（x，y）在点（X0，y。）具有偏导数，且在点（X o, y o）处有极值，则它在该点的偏导数必然为零： f x（X o,y°）0, f y（x o,y°）0 证不妨设z f（x，y）在点（x0，y0）处有极大值。依极大值的定义，在点 （X。，y。）的某邻域内异于（X。，y。）的点都适合不等式 f （x, y） f（x°,y o） 特殊地，在该邻域内取y y0，而x X0的点，也应适合不等式 f（x, y°） f（X o,y°） 这表明一元函数f（x，y o）在X X o处取得极大值，因此必有 f x（X o,y o）0 类似地可证 f y(X o,y o) 0解不等式(知识点、题型详解)
函数极值的几种求法
穿根法解高次不等式
分式不等式的解法
穿根法解高次不等式
多元函数的极值及其-求法
绝对值大全(零点分段法、化简、最值)
数轴标根法又称数轴穿根法或穿针引线法
高次不等式的解法
专题8-数轴穿根法
函数的极值及其求法1
元高次不等式的解法
绝对值大全(零点分段法-化简-最值)
不等式解法15种典型例题
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穿根法解不等式及习题
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用穿根法解不等式(经典归纳)
专题数轴穿根法
多元函数求极值(拉格朗日乘数法)