一元二次不等式:抛物线与判别式
一元二次不等式
()的解,就是二次函数
的抛物线(parabola)落在 x 轴上方的那段 x。抛物线与 x 轴有没有交点、有几个,由判别式(discriminant)
决定:Δ > 0 两个交点、Δ = 0 相切于一点、Δ < 0 没有交点。再结合开口方向(a > 0 向上、a < 0 向下),三种情形下的解集形态就完全确定了。
1 · 调系数:看 Δ 如何决定交点与解集
拖动 a、b、c,抛物线随之变形。图上标出与 x 轴的交点(即方程
的根)、对称轴
与顶点。选择不等号,横轴上的色带即为解集:> / < 取开区间(端点空心,不含根),
/
取闭区间(端点实心,含根)。
判别式只回答「有没有根、有几个」,开口方向回答「上方还是下方对应哪个不等号」。两者缺一不可:同样是 Δ > 0,a > 0 时 > 0 的解在两根之外,a < 0 时反而在两根之间——因为开口向下时,上方的那段恰好夹在两个交点当中。
2 · a > 0 时四种不等号的解集形态
固定开口向上(a > 0),把三种判别式情形与四种不等号列成对照表。记两个不同实根为
、重根为
。a < 0 的情形只需将不等号两边同乘
(变号)转化为 a > 0 后查表。
| a > 0 | Δ > 0(两根 x₁ < x₂) | Δ = 0(重根 x₀) | Δ < 0(无实根) |
|---|---|---|---|
| ax² + bx + c > 0 | (−∞, x₁) ∪ (x₂, +∞) | (−∞, x₀) ∪ (x₀, +∞) | ℝ |
| ax² + bx + c < 0 | (x₁, x₂) | ∅ | ∅ |
| ax² + bx + c ≥ 0 | (−∞, x₁] ∪ [x₂, +∞) | ℝ | ℝ |
| ax² + bx + c ≤ 0 | [x₁, x₂] | {x₀} | ∅ |