不等式 · 与函数图象的关系
解一个不等式,本质上是在问一个关于函数图象的问题。f(x) > 0 并不是一道孤立的代数题,它等价于「函数 y = f(x) 的图象在哪些 x 处落在 x 轴上方」;f(x) < 0 则对应图象在 x 轴下方。把满足条件的那些 x 投影回横轴,得到的区间就是解集(solution set)。
本系列围绕这条桥接展开:先建立「不等号即图象高低」的一般对应,再落到高中最核心的一元二次不等式——用二次函数(quadratic)的抛物线与判别式(discriminant) Δ 分三种情形求解;最后把两个函数放到同一坐标系,f(x) > g(x) 化归为作差后的 f(x) − g(x) > 0,回到同一张图上的高低比较。每页都可拖动测试点或系数,即时看到图象、交点与解集区间如何联动。
一切的起点:把不等号 > / < 读成图象相对 x 轴的高低。函数值的正负,就是图象在轴上方还是下方;解集,就是这些位置在横轴上的投影。分界点正是图象与 x 轴的交点(零点)。
不等式即「图象的高低」
选一条函数(一次 / 二次 / x³ - x),拖动测试点 x,观察 (x, f(x)) 落在 x 轴上方还是下方。f(x) > 0 的那些 x 投影到横轴上得到一条色带——它就是解集。零点(图象与 x 轴的交点)恰好是正负号的分界点。
一句话记住整个系列
把桥接用到两类最常见的不等式上:一元二次不等式借抛物线 + 判别式分情形求解;两个函数的大小比较则用作差法化归为一个函数与 x 轴的高低,回到起点那张图。
一元二次不等式:抛物线与判别式
拖动系数 a、b、c,看抛物线与 x 轴的交点如何随判别式 Δ = b² - 4ac 变化。按 Δ > 0 / Δ = 0 / Δ < 0 三种情形,图象在 x 轴上方 / 下方的部分投影成解集,并与 a > 0 时四种不等号的解集形态对照。
比较两个函数:作差回到一张图
同一坐标系里画 f 与 g,f(x) > g(x) 就是 f 的图象在 g 上方的那段 x。它等价于 f(x) - g(x) > 0——作差法把两条曲线的比较,化归为一条曲线 h = f - g 与 x 轴的高低,回到 图象的高低 那一页。
相关链接
- Inequality — Wikipedia en.wikipedia.org 不等式的定义、性质与解集 / 区间记法。
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Zero of a function — Wikipedia
en.wikipedia.org
零点即
f(x) = 0的根,也是图象与 x 轴的交点。 -
Quadratic equation — Wikipedia
en.wikipedia.org
求根公式与判别式
Δ = b² − 4ac的三种情形。 - Quadratic function — Wikipedia en.wikipedia.org 二次函数的抛物线、顶点与开口方向。
- Graph of a function — Wikipedia en.wikipedia.org 函数图象与两图象交点的代数含义。