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ax² + bx + c > 0 · 判别式 Δ

一元二次不等式:抛物线与判别式

一元二次不等式 ax2+bx+c>0ax^2 + bx + c > 0(a0a \ne 0)的解,就是二次函数 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c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) Δ=b24acΔ = b^2 - 4ac 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

Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac · 三种情形

拖动 abc,抛物线随之变形。图上标出与 x 轴的交点(即方程 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 的根)、对称轴 x=b/(2a)x = -b / (2a) 与顶点。选择不等号,横轴上的色带即为解集:> / <开区间(端点空心,不含根),\ge / \le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 > 0a > 0> 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

reference · a > 0

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 x1<x2x_1 < x_2、重根为 x0=b/(2a)x_0 = -b / (2a)a < 0 的情形只需将不等号两边同乘 1-1(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, +∞)
ax² + bx + c < 0 (x₁, x₂)
ax² + bx + c ≥ 0 (−∞, x₁] ∪ [x₂, +∞)
ax² + bx + c ≤ 0 [x₁, x₂] {x₀}