穿針引線法

穿針引線法

數形結合思想
“數軸标根法”又稱“數軸穿根法”或“穿針引線法”。準确的說,應該叫做“序軸标根法”。序軸:省去原點和單位,隻表示數的大小的數軸。序軸上标出的兩點中,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、分母能分解成若幹個一次因式的積(x-a1)(x-a2)…(x-an)的形式,可把各因式的根标在數軸上,形成若幹個區間,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标根法。
    中文名:穿針引線法 外文名:Threading Method 别稱:數軸穿根法 性質:專有名詞

簡介

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“。很顯然,這種方法體現了數形結合思想,所以用起來很方便。

用途

用于解簡單高次不等式。

發明者

淮南三中一名老教師。于1983發表的一篇論文《數軸标根法解不等式》上介紹此法,便于解此類不等式

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系數為正數)

例如:将x^3-2x^2-x+2>0化為(x-2)(x-1)(x+1)>0

第二步

将不等号換成等号解出所有根。

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标出各根。

例如:-1、1、2

第四步

畫穿根線:以數軸為标準,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

觀察不等号,如果不等号為“>”,則取數軸上方,穿根線以内的範圍;如果不等号為“<”,則取數軸下方,穿根線以内的範圍。

例如:

若求(x-2)(x-1)(x+1)>0的根。

在數軸上标根得:-1、1、2

畫穿根線:由右上方開始穿根。

因為不等号為“>”則取數軸上方,穿根線以内的範圍。即:-12。

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,那麼穿的時候不要透過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

運用序軸标根法解不等式時,常犯以下的錯誤:

問題一

出現形如(a-x)的一次因式時,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,将各根-1、0、2、3依次标在數軸上,由圖1可得原不等式的解集為{x|x<-1或3}。

事實上,隻有将因式(a-x)變為(x-a)的形式後才能用序軸标根法,正确的解法是:

【解】原不等式變形為x(x-3)(x+1)(x-2)<0,将各根-1、0、2、3依次标在數軸上,由圖1,原不等式的解集為{x|-1}

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

解将三個根-1、1、4标在數軸上,原不等式的解集為{x|x<-1或1}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,隻有遇到“奇次”點(即奇數個相同根所對應的點)才能穿過數軸,正确的解法如下:

解将三個根-1、1、4标在數軸上,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,于是,可得到不等式的解集。

{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,認為不能用序軸标根法了,因為序軸标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号将其消去,再運用序軸标根法即可。

解原不等式等價于x(x+1)(x-2)(x-1)(x^2+x+1)>0

∵x^2+x+1>0對一切x恒成立

∴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02}

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