高中数学知识图谱必修一 · 第 2 章方法

分式不等式转化法

把分式不等式移项通分成「一个分式和 0 比」,再变成整式不等式来解,最后去掉让分母为 0 的 x。

出现在2.3 二次函数与一元二次方程、不等式拓展

什么时候用

适合什么题
不等式里有分母含 xx 的分式,例如解 2−x3x+1≥1\frac{2-x}{3x+1}\ge1。
最后要得到什么
原不等式的解集,并且已经去掉了让分母为 00 的 xx。
要注意
不能直接两边乘分母,因为不知道分母是正是负;带等号时让分子为 00 的点保留,让分母为 00 的点一定去掉。

解题步骤

按顺序做。标了条件的技能,只在题目符合那个条件时才用。

  1. 1

    先写下分母不为 0

    #

    把每个分母不为 00 的条件先记下来,最后要用。例子中 3x+1≠03x+1\ne0,即 x≠−13x\ne-\frac{1}{3}。

  2. 2

    移项通分,让右边是 0

    #

    把所有项移到左边,通分成一个分式。例子中 2−x3x+1−1=2−x−(3x+1)3x+1=1−4x3x+1\frac{2-x}{3x+1}-1=\frac{2-x-(3x+1)}{3x+1}=\frac{1-4x}{3x+1},原不等式变成 1−4x3x+1≥0\frac{1-4x}{3x+1}\ge0。

    移项时不要把分母乘过去:分母正负不知道,乘过去不知道要不要变号。

  3. 3

    两边乘分母的平方,变成整式

    #

    分母不为 00 时,它的平方一定大于 00,两边同乘它不用变号:PQ≥0\frac{P}{Q}\ge0 变成 PQ≥0PQ\ge0,同时保留 Q≠0Q\ne0。例子中得到 (1−4x)(3x+1)≥0(1-4x)(3x+1)\ge0,且 x≠−13x\ne-\frac{1}{3}。

  4. 4

    解这个整式不等式

    #

    乘出来是二次式时按一元二次不等式解:先求两根,再看开口。例子中两根是 −13-\frac{1}{3} 和 14\frac{1}{4},展开后 x2x^2 的系数是 −12-12,开口向下,「≥0\ge0」取两根之间,得 −13≤x≤14-\frac{1}{3}\le x\le\frac{1}{4}。

    这一步用到

  5. 5

    去掉让分母为 0 的点

    #

    把第一步记下的点从解集里去掉;带等号时,让分子为 00 的点保留。例子中去掉 x=−13x=-\frac{1}{3},保留 x=14x=\frac{1}{4},解集为 (−13,14]\left(-\frac{1}{3},\frac{1}{4}\right]。

背后用到的知识

上面各步骤用到的性质和公式。做一道具体的题,通常只用到其中一部分。

例题

1. 一端包含、一端排除

解 2−x3x+1≥1\frac{2-x}{3x+1}\ge1。

  1. 分母不为 00 要求 x≠−13x\ne-\frac{1}{3};移项通分为 1−4x3x+1≥0\frac{1-4x}{3x+1}\ge0。
  2. 同乘分母平方得到 (1−4x)(3x+1)≥0(1-4x)(3x+1)\ge0,其解为 [−13,14]\left[-\frac{1}{3},\frac{1}{4}\right]。
  3. 排除原分母零点,最终为 (−13,14]\left(-\frac{1}{3},\frac{1}{4}\right]。

补充练习第 1 页第 4(2) 题

内容出处:人教 A 版必修第一册第二章