一元二次不等式的解法通常可以分为以下几步:
1.将不等式转化为标准形式ax^2+bx+c<0或ax^2+bx+c>0。
2.求出方程ax^2+bx+c=0的根,即求解二次方程。
3.根据根的性质以及二次函数的图像,确定不等式的解集。
以下是一个一元二次不等式的例题及解析过程:
例题:解不等式x^2 – 4x – 5 < 0。
解析过程:
1.将不等式转化为标准形式ax^2+bx+c<0,即x^2 – 4x – 5 < 0。
2.求出方程x^2 – 4x – 5 = 0的根。
根据求根公式x = (-b ± √(b^2 – 4ac)) / 2a,代入a = 1,b = -4,c = -5,可得:
x1 = (4 + √36) / 2 = 5
x2 = (4 – √36) / 2 = -1
因此,方程的根为5和-1。
3.根据根的性质以及二次函数的图像,确定不等式的解集。
首先,根据二次函数y = x^2 – 4x – 5的图像可知,其开口向上,顶点为(2,-9)。因此,当x < -1或x > 5时,不等式x^2 – 4x – 5 < 0成立。其次,根据二次函数的对称性可知,当x在根-1和5之间时,函数值大于等于0,因此不等式在这个区间内不成立。
综上,不等式x^2 – 4x – 5 < 0的解集为x∈(-∞, -1)∪(5, +∞)。
证明过程如下:
假设a>0,b>0,c>0,且a、b、c都是实数。考虑不等式ax^2+bx+c>0。
首先,设m和n分别是方程ax^2+bx+c=0的两个根,则可以将不等式表示为(x-m)(x-n)>0的形式。因为a>0,所以二次函数y=ax^2+bx+c的开口向上。根据二次函数的图像,当x在根m和n之间时,y小于等于0;当x小于m或大于n时,y大于等于0;当x在根m和n之外时,y又小于等于0。
然后,考虑不等式(x-m)(x-n)>0的解集。当x小于m或大于n时,左边的乘积大于0,不等式成立。当x在根m和n之间时,左边的乘积小于等于0,不等式不成立。当x在根m和n之外时,左边的乘积又大于0,不等式再次成立。
综上,不等式(x-m)(x-n)>0的解集为x∈(-∞, m)∪(n, +∞)。因此,当不等式为大于号时,其解集为x∈(-∞, m)∪(n, +∞);当不等式为小于号时,其解集为x∈(m, n)。这就证明了“一元二次不等式大于取两边,小于取中间”的结论。