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Algebra · real student question

解不等式 (2 − 3x)(2x + 1) ≥ 0。

Question

解不等式

(2−3x)(2x+1)≥0(2-3x)(2x+1)\ge0

Step-by-step solution

  1. 保持因式形式 —— 不要展开。 式子本来就是两个一次因式的乘积,而乘积的符号完全由各因式的符号决定。展开成 −6x2+x+2-6x^2+x+2 只会把活儿变难。

  2. 先找出每个因式的零点。

    2−3x=0⇒x=23,2x+1=0⇒x=−122-3x=0\Rightarrow x=\frac23,\qquad 2x+1=0\Rightarrow x=-\frac12

    这两个临界点把数轴分成 (−∞,−12)\left(-\infty,-\tfrac12\right)、(−12,23)\left(-\tfrac12,\tfrac23\right) 和 (23,∞)\left(\tfrac23,\infty\right)。

  3. 在每个区间里各取一点试算。 取 x=−1x=-1:(2+3)(−2+1)=(5)(−1)=−5<0(2+3)(-2+1)=(5)(-1)=-5<0。取 x=0x=0:(2)(1)=2>0(2)(1)=2>0。取 x=1x=1:(−1)(3)=−3<0(-1)(3)=-3<0。所以符号依次是负、正、负。

  4. 从二次项系数解释这个符号规律。 展开后首项是 −6x2-6x^2,也就是一条开口向下的抛物线。开口向下的抛物线在两根之间为正、在两根之外为负 —— 恰好是常见情形的镜像。这里若条件反射地写「取两根之外」,就是最经典的错误。

  5. 因为不等号带等号,端点要算进来。 在 x=−12x=-\tfrac12 和 x=23x=\tfrac23 处乘积恰好为 00,是满足 ≥0\ge0 的。所以解集是闭区间

    −12≤x≤23-\frac12\le x\le\frac23

  6. 逐点扫描验证。 在 −3-3 到 33 上取 60016001 个点算出乘积,再与所声称的区间比对,每一点都一致 ✓,而两个端点处的值恰好是 00 ✓。

Answer

−12≤x≤23,[−12, 23]-\frac12\le x\le\frac23,\qquad\left[-\frac12,\ \frac23\right]

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