高中数学知识图谱必修一 · 第 2 章技能

不等式变形与推导

对不等式两边加减、乘除或取倒数时,先看乘除的数是正是负,再决定不等号要不要改方向。

出现在2.1 等式性质与不等式性质2.3 二次函数与一元二次方程、不等式

什么时候用

看到什么想到它
要把一个不等式变形:两边同乘(除)一个数或含字母的式子、移项、取倒数,或者想由已知的不等式推出新的不等式。
做完得到什么
一个方向正确的新不等式;如果乘除的式子含字母,还要写清每种情况,例如「a>0a>0 时 x>2ax>\frac{2}{a}」。
要注意
两边同乘或同除负数,不等号要改方向;乘除的式子正负不确定时,先分 >0>0、<0<0、=0=0 讨论;取倒数前确认两边都是正数(或都是负数)。

操作步骤

  1. 先看乘除的数是正是负 #

    动手前先看要乘(除)的是正数、负数还是 00。含字母时不要默认它是正的,例如解 ax>2ax>2 要两边除以 aa,就得分 a>0a>0、a<0a<0、a=0a=0 三种情况。

    a=0a=0 时原式变成 0>20>2,不成立,没有解;除以 00 本身也不允许。

  2. 按规则变形,定好方向 #

    两边同加(减)同一个数,方向不变;同乘(除)正数,方向不变;同乘(除)负数,方向改变。例如 −2x<6-2x<6 两边除以 −2-2,得 x>−3x>-3。

    接着上面的 ax>2ax>2:a>0a>0 时 x>2ax>\frac{2}{a};a<0a<0 时 x<2ax<\frac{2}{a}。

  3. 取倒数前确认两边符号相同 #

    A>B>0A>B>0 时 1A<1B\frac{1}{A}<\frac{1}{B},例如 3>23>2 得 13<12\frac{1}{3}<\frac{1}{2}。两边都是负数时也要改方向:−2>−3-2>-3 得 −12<−13-\frac{1}{2}<-\frac{1}{3}。

    两边符号相反时不能照搬改方向:2>−32>-3,倒数是 12>−13\frac{1}{2}>-\frac{1}{3},因为正数的倒数仍是正数,负数的倒数仍是负数,直接按正负比较就行。

    两条数轴:y 越大,它的倒数越小

    例:x>0x>0,y=2xx2+4y=\frac{2x}{x^2+4}。拖动 xx,yy 和 1y\frac1y 总是反向移动,1y\frac1y 最小时 yy 最大。两个数同号时取倒数,大小顺序颠倒。

    例:x>0x>0,y=2xx2+4y=\frac{2x}{x^2+4},1y=x2+2x\frac1y=\frac x2+\frac2x。拖动 xx,看两个点怎样走:

    两条数轴:x 变化时 y 与它的倒数反向移动,y 最大时倒数最小 y 0.35121y 23

    1y=x2+2x≥2\frac1y=\frac x2+\frac2x\ge2,x=2x=2 时取等,所以 y≤12y\le\frac12,最大值是 12\frac12。

    图解交互正在加载;正文与题例可直接阅读。

说明与题例

1. 取倒数还原目标

F>0F>0 且 1F≥2\frac{1}{F}\ge2,能得什么?

  1. 1F\frac{1}{F} 和 22 都是正数,取倒数改方向,得 F≤12F\le\frac{1}{2}。只有 1F=2\frac{1}{F}=2 真的能取到时,才能说 FF 的最大值是 12\frac{1}{2}。

本页说明例

内容出处:人教 A 版必修第一册第二章