釋義
“穿針引線法”又稱“ 數軸穿根法”或“ 數軸標根法”。
準確的說,應該叫做“序軸標根法”。序軸:省去原點和單位,只表示數的大小的數軸。序軸上標出的兩點中,左邊的點表示的數比右邊的點表示的數小。
當高次不等式f(x)>0(或<0)的左邊整式、分式不等式φ(x)/h(x)>0(或<0)的左邊分子、分母能分解成若干個一次因式的積(x-a1)(x-a2)…(x-an)的形式,可把各因式的根標在數軸上,形成若干個區間,最右端的區間f(x)、 φ(x)/h(x)的值必為正值,從右往左通常為正值、負值依次相間,這種解不等式的方法稱為序軸標根法。
為了形象地體現正負值的變化規律,可以畫一條浪線 從右上方依次穿過每一根所對應的點, 穿過最後一個點後就不再變方向,這種畫法俗稱“ 穿針引線法“。
用途
用於解簡單高次不等式。
發明者
淮南三中一名老教師。於1983發表的一篇論文《數軸標根法解不等式》上介紹此法,便於解此類不等式。
用法
當高次不等式f(x)>0(或<0)的左邊整式、分式不等式φ(x)/h(x)>0(或<0)的左邊分子、分母能分解成若干個一次因式的積(x-a1)(x-a2)…(x-an)的形式,可把各因式的根標在數軸上,形成若干個區間,最右端的區間f(x)、 φ(x)/h(x)的值必為正值,從右往左通常為正值、負值依次相間,這種解不等式的方法稱為序軸標根法。
為了形象地體現正負值的變化規律,可以畫一條浪線從右上方依次穿過每一根所對應的點,穿過最後一個點後就不再變方向,這種畫法俗稱“穿針引線法“。
使用步驟
第一步
通過不等式的諸多性質對不等式進行移項,使得右側為0。(注意:一定要保證最高次數項的係數為正數)
例如:將x^3-2x^2-x+2>0化為(x-2)(x-1)(x+1)>0
第二步
將不等號換成等號解出所有根。
例如:(x-2)(x-1)(x+1)=0的根為:x1=2,x2=1,x3=-1
第三步
在數軸上從左到右按照大小依次標出各根。
例如:-1 1 2
第四步
畫穿根線:以數軸為標準,從“最右根”的右上方穿過根,往左下畫線,然後又穿過“次右根”上去,一上一下依次穿過各根。
第五步
觀察不等號,如果不等號為“>”,則取數軸上方,穿根線以內的範圍;如果不等號為“<”,則取數軸下方,穿根線以內的範圍。
例如:
若求(x-2)(x-1)(x+1)>0的根。
在數軸上標根得:-1 1 2
畫穿根線:由右上方開始穿根。
因為不等號為“>”則取數軸上方,穿根線以內的範圍。即:-1<x<1或x>2。
奇穿偶不穿:即假如有兩個解都是同一個數字。這個數字要按照兩個數字穿。如(x-1)^2=0 兩個解都是1 ,那么穿的時候不要透過1
可以簡單記為秘籍口訣:或“ 自上而下,從右到左,奇穿偶不穿”(也可以這樣記憶:“自上而下,自右而左,奇穿偶回” 或“奇穿偶連”)。
注意事項
運用 序軸標根法解不等式時,常犯以下的錯誤:
問題一
出現形如(a-x)的一次因式時,勿匆忙地“穿針引線”。
例1 解不等式x(3-x)(x+1)(x-2)>0。
解 x(3-x)(x+1)(x-2)>0,將各根-1、0、2、3依次標在數軸上,由圖1可得原不等式的解集為{x|x<-1或0<x<2或x>3}。
事實上,只有將因式(a-x)變為(x-a)的形式後才能用序軸標根法,正確的解法是:
【解】原不等式變形為x(x-3)(x+1)(x-2)<0,將各根-1、0、2、3依次標在數軸上,由圖1,原不等式的解集為{x|-1<x<0或2<x<3}。
問題二
出現重根時,機械地“穿針引線”。
例2 解不等式(x+1)(x-1)^2(x-4)^3<0
解 將三個根-1、1、4標在數軸上,
原不等式的解集為{x|x<-1或1<x<4}。
這種解法也是錯誤的,錯在不加分析地、機械地“穿針引線”。出現幾個相同的根時,所畫的浪線遇到“偶次”點(即偶數個相同根所對應的點)不能過數軸,仍在數軸的同側折回,只有遇到“奇次”點(即奇數個相同根所對應的點)才能穿過數軸,正確的解法如下:
解 將三個根-1、1、4標在數軸上,畫出浪線圖來穿過各根對應點,遇到x=1的點時浪線不穿過數軸,仍在數軸的同側折回;遇到x=4的點才穿過數軸,於是,可得到不等式的解集
{x|-1<x<4且x≠1}
問題三
出現不能再分解的二次因式時,簡單地放棄“穿針引線”
例3 解不等式x(x+1)(x-2)(x^3-1)>0
解 原不等式變形為x(x+1)(x-2)(x-1)(x^2+x+1)>0,有些同學同解變形到這裡時,認為不能用序軸標根法了,因為序軸標根法指明要分解成一次因式的積,事實上,根據這個二次因式的符號將其消去,再運用序軸標根法即可。
解 原不等式等價於
x(x+1)(x-2)(x-1)(x^2+x+1)>0,
∵ x^2+x+1>0對一切x恆成立,
∴ x(x-1)(x+1)(x-2)>0,由圖4可得原不等式的解集為{x|x<-1或0<x<1或x>2}