高次不等式

画图,一般都问与 $0$(即 $x$ 轴)的关系。

对于函数
$$ y=\prod\limits_{i=1}^{n}(x-a_i)^p_i $$
我们可以先得到其与 $x$ 轴的交点:$a_1,a_2,\cdots,a_n$​。

判断穿的方向

假设当前 $y=\left(2x-1\right)\left(x-1\right)\left(2x+1\right)$。

则其与 $x$ 轴交点为 $\left(-\dfrac{1}{2},0\right),\left(\dfrac{1}{2},0\right),(1,0)$。

但是此时我们会有两种可能的情况:

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那么哪条曲线时对的呢?

可以代入值

假设代入一个较大的值 $x=100$,那么显然 $2x-1>0$,$x-1>0$,$2x+1>0$,故函数值 $>0$。

图中红色曲线显然 $x=100$ 时 $>0$,紫色曲线则 $<0$,故红色曲线正确。

最终我们也得出了 $y=\left(2x-1\right)\left(x-1\right)\left(2x+1\right)$ 的函数图像。

当然,手绘不会那么精准,但是判断函数值与 $0$ 的关系是无妨的。

判断是否穿过

那么给上面的函数加上一个指数,$y=\left(2x-1\right)\left(x-1\right)^{2}\left(2x+1\right)$,那么函数会变成什么样呢?

简单情况

令 $y_1=x-1$​,则图像为:

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此时函数穿过了点 $(1,0)$。


令 $y_2=(x-1)^2$,则图像为:

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可以发现此时函数没有穿过点 $(1,0)$,只是擦了一下 $(1,0)$ 就返回去了。

复杂情况

由此我们可以得出一个结论(虽然证明非常不充分,但直接用就行了):

当 $y$ 中一个因数为 $(x-i)^{j}$ 时,若

  • $j$ 为奇数,则函数穿过点 $(i,0)$(如第一张图);
  • $j$ 为偶数,则函数擦过点 $(i,0)$(如第二张图)。

那么对于原函数 $y=\left(2x-1\right)\left(x-1\right)^{2}\left(2x+1\right)$,可以得到函数擦点 $(1,0)$,穿过点 $\left(-0.5,\ 0\right)$ 和 $\left(0.5,\ 0\right)$,图像如下:

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总结

  • 对于函数穿的方向,可以 代入具体值
  • 对于函数是否穿过,可记 奇穿偶不穿(奇数穿过,偶数擦过)。

绝对值不等式

假设当前要解的不等式为
$$ |f_1(x)|<|f_2(x)| $$
则可以转化为
$$ \big(f_1(x)\big)^2<\big(f_2(x)\big)^2 $$
那么移项后运用平方差公式可得:
$$ \big(f_1(x)-f_2(x)\big)\big(f_1(x)+f_2(x)\big)<0 $$
分类讨论即可。