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分式不等式

用符号表解分式不等式:先确定定义域,再判断区间正负和端点取舍。包含三个例题、约分后的限制及常见错误。

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教程正文

分式不等式

解分式不等式时,先排除使原式分母为零的取值,再把各项移到同一侧、通分,判断所得分式与零的大小关系。不要在分母符号未知时,直接把分母乘到不等式另一边。

1. 先确定定义域

f(x)f(x)g(x)g(x) 为多项式,考虑

f(x)g(x)>0.\frac{f(x)}{g(x)}>0.

g(x)0g(x)\ne 0 的范围内,分式与乘积 f(x)g(x)f(x)g(x) 同号。也可以把这一转化理解为:不等式两边同乘恒为正的 g(x)2g(x)^2,不等号方向不变。

  • 不含等号时,f(x)g(x)>0\frac{f(x)}{g(x)}>0 等价于 f(x)g(x)>0f(x)g(x)>0;小于零的情况同理。
  • 含等号时,必须保留分母限制。例如,f(x)g(x)0\frac{f(x)}{g(x)}\ge 0 要同时满足 f(x)g(x)0f(x)g(x)\ge 0g(x)0g(x)\ne 0;小于等于零的情况同理。

这些转化不能补回原式中已排除的取值。即使分子、分母约去了公因式,原分母不为零的条件仍然有效。

2. 用符号表判断区间

  1. 将分子和分母分别因式分解。
  2. 在数轴上标出分子的零点,以及所有使原分母为零的取值。
  3. 在各区间内选一个测试值,判断分式的正负。
  4. 选出满足不等号要求的区间。只有在允许取等号、且原式有定义时,才包含分子的零点。

使分母为零的点一律不能取。有的对应竖直渐近线,有的是约分后留下的空点,不必把它们都称为“极点”。

区间符号也不一定在每个分界点两侧交替变化:偶数重因式经过零点时不变号。逐区间代入测试值,比机械套用“穿根”口诀更稳妥。

3. 为什么不能忽略分母的符号

1x>1\frac{1}{x}>1 为例,如果不区分 xx 的正负就直接同乘 xx,会遗漏“乘以负数时不等号反向”这一条件。

可以先移项通分:

1xx>0.\frac{1-x}{x}>0.

分界点为 0011。分式只在两点之间为正,因此解集是 (0,1)(0,1)。其中,x=0x=0 使原式无意义,x=1x=1 使两边相等,均不能取。

4. 例题与解析

例 1:不含等号的分式不等式

x1x+2>0\frac{x-1}{x+2}>0

先排除 x=2x=-2。当 x<2x<-2x>1x>1 时,分子、分母同号。因此,

x(,2)(1,).x\in(-\infty,-2)\cup(1,\infty).

例 2:移项后判断端点

2xx11\frac{2x}{x-1}\le 1

先记下 x1x\ne 1,再移项通分:

2xx11=x+1x10.\frac{2x}{x-1}-1=\frac{x+1}{x-1}\le 0.
区间x+1x+1 的符号x1x-1 的符号分式的符号
x<1x<-1
1<x<1-1<x<1
x>1x>1

x=1x=-1 时,分式等于零,可以取;当 x=1x=1 时,分母等于零,不能取。因此解集为 [1,1)[-1,1)

解集为负一到一的数轴示意图,负一处为实心点,一处为空心点。

例 3:含多个因式的分式不等式

x24x30\frac{x^2-4}{x-3}\le 0

先分解因式:

(x2)(x+2)x30.\frac{(x-2)(x+2)}{x-3}\le 0.

分界点为 2-22233。从左到右,各区间的符号依次为负、正、负、正。分子的零点 2-222 可以取,分母的零点 33 不能取:

x(,2][2,3).x\in(-\infty,-2]\cup[2,3).

写出答案前,再检查三件事

原分母的限制是否保留?所选区间内的符号是否正确?每个端点是否允许取到?符号表是帮助你判断这些问题的工具,不是要求符号自动交替的口诀。

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内容审校日期:2026 年 9 月 9 日。