不等式出现在最优化、工程公差,以及几乎所有现实世界的约束问题中("预算不得超过……")。它的运算机制与解方程类似,但有一个关键转折:乘以或除以一个负数时,不等号方向会翻转。本指南把你需要的每一步操作都集中到一页里。
一元一次不等式
把它们完全当作一元一次方程来处理——唯一例外是:每当你对两边乘以或除以一个负数时,要翻转不等号。
解 −3x+5<14:
- 两边减 5:−3x<9。
- 除以 −3 并翻转:x>−3。
解集是开区间 (−3,∞)。
复合不等式
复合不等式用 and(交集)或 or(并集)把两个更简单的不等式组合起来。
解 −1≤2x−3<5(一个 "and" 三明治):
- 三个部分同时加 3:2≤2x<8。
- 除以 2:1≤x<4。
解:[1,4)。
对于像 x<−2 or x≥5 这样的 "or" 不等式,解是两段互不相交的区间:(−∞,−2)∪[5,∞)。
绝对值不等式
诀窍:∣A∣<k 改写为 −k<A<k,而 ∣A∣>k 改写为 A<−k 或 A>k。
解 ∣2x−1∣≤5:
- 改写:−5≤2x−1≤5。
- 加 1:−4≤2x≤6。
- 除以 2:−2≤x≤3。解 [−2,3]。
一元二次不等式
把所有项移到一边,因式分解,然后在每个区间上测试符号。
解 x2−x−6>0:
- 因式分解:(x−3)(x+2)>0。
- 两个根把数轴分成三个区间:(−∞,−2)、(−2,3)、(3,∞)。
- 各取一点测试:在 x=−3 处乘积为正;在 x=0 处为负;在 x=4 处为正。
- 解:(−∞,−2)∪(3,∞)。
常见错误
- 除以负数时忘记翻转——这是最大的单一错误来源。
- 混淆开区间与闭区间括号:< 用圆括号,≤ 用方括号。
- 盲目地对 ∣A∣<B 两边平方:只有当两边都非负时才有效。
用 AI 不等式求解器验证
把任意不等式输入不等式求解器,你就能看到完整的步骤列表——非常适合用来复核作业。
相关参考: