高中数学知识图谱必修一 · 第 2 章技能

将分式不等式转化为整式不等式

把「分式和 0 比大小」变成「分子乘分母和 0 比大小」,同时记住分母不能为 0。

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

看到什么想到它
要解分式不等式,看到它已经整理成 P(x)Q(x)\frac{P(x)}{Q(x)} 和 00 比较的样子(没整理的先移项、通分),例如 1−4x3x+1≥0\frac{1-4x}{3x+1}\ge0。
做完得到什么
整式不等式「P(x)Q(x)P(x)Q(x) 与 00 比较」(不等号不变),再加上分母不为 00,例如 (1−4x)(3x+1)≥0(1-4x)(3x+1)\ge0 且 x≠−13x\ne-\frac{1}{3}。
要注意
不能直接两边乘分母,因为分母的正负不知道;不等号带等号时,使分母为 00 的 xx 要单独排除。

操作步骤

  1. 先写下分母不为 0 #

    从原题开始,把每个分母都要求不为 00,包括通分之前的分母。例如 2−x3x+1≥1\frac{2-x}{3x+1}\ge1 要求 3x+1≠03x+1\ne0,即 x≠−13x\ne-\frac{1}{3}。

  2. 两边同乘分母的平方 #

    分母 Q≠0Q\ne0 时 Q2>0Q^2>0,两边同乘正数,不等号方向不变。因为 PQ⋅Q2=PQ\frac{P}{Q}\cdot Q^2=PQ,所以 PQ≥0\frac{P}{Q}\ge0 变成 PQ≥0PQ\ge0;>>、<<、≤\le 也一样。

    例如 1−4x3x+1≥0\frac{1-4x}{3x+1}\ge0 变成 (1−4x)(3x+1)≥0(1-4x)(3x+1)\ge0。但 PQ≥0PQ\ge0 会把 Q=0Q=0 的点也算进来,所以上一步记下的条件不能丢。

  3. 写出整式不等式,带上限制 #

    最后写成 (1−4x)(3x+1)≥0(1-4x)(3x+1)\ge0 且 x≠−13x\ne-\frac{1}{3}。前者解得 −13≤x≤14-\frac{1}{3}\le x\le\frac{1}{4},去掉 −13-\frac{1}{3},得 −13<x≤14-\frac{1}{3}<x\le\frac{1}{4}。

    中途约掉公因式时,原来让分母为 00 的 xx 仍然要排除。

说明与题例

1. 避免直接乘未知符号分母

转化 2−x3x+1≥1\frac{2-x}{3x+1}\ge1。

  1. 移项得 1−4x3x+1≥0\frac{1-4x}{3x+1}\ge0。等价于 (1−4x)(3x+1)≥0(1-4x)(3x+1)\ge0 且 x≠−13x\ne-\frac{1}{3}。

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