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Algebra · real student question

解不等式 (−m)² − 4(−m + 3) > 0。

Question

解不等式

(−m)2−4(−m+3)>0(-m)^2-4(-m+3)>0

Step-by-step solution

  1. 先化简平方项。 偶次幂会把符号吃掉:(−m)2=(−1)2m2=m2(-m)^2=(-1)^2m^2=m^2。写成 −m2-m^2 是很常见的手误,而它会让整道题变味 —— 因为那等于把抛物线翻了个方向。

  2. 把 −4 乘进括号里。 括号内两个符号都要变:

    −4⋅(−m)=+4m,−4⋅3=−12-4\cdot(-m)=+4m,\qquad -4\cdot 3=-12

    于是不等式变成

    m2+4m−12>0m^2+4m-12>0

    (这种形状常常来自「二次方程有两个不相等实根」的判别式条件 b2−4ac>0b^2-4ac>0。)

  3. 把三项式因式分解。 两数之积为 −12-12、之和为 +4+4,这两个数是 +6+6 和 −2-2:

    m2+4m−12=(m+6)(m−2)m^2+4m-12=(m+6)(m-2)

    所以不等式就是 (m+6)(m−2)>0(m+6)(m-2)>0。

  4. 逐段读出乘积的符号。 临界点是 m=−6m=-6 和 m=2m=2。当 m<−6m<-6 时两个因式都为负,乘积为正;当 −6<m<2-6<m<2 时前者为正、后者为负,乘积为负;当 m>2m>2 时两者都为正,乘积又变回正。

  5. 挑出乘积为正的区间,并把两个根排除掉。 由于不等号是严格的,m=−6m=-6 和 m=2m=2 这两处乘积恰好为 00,不能算进解集:

    m<−6或m>2m<-6\qquad\text{或}\qquad m>2

  6. 验证因式分解和解集。 在 401401 个 mm 的取样值上,因式形式与展开形式的取值完全一致 ✓;再在 −12-12 到 1212 上扫 24012401 个点,符号规律与 (−∞,−6)∪(2,∞)(-\infty,-6)\cup(2,\infty) 处处相符 ✓。

Answer

m<−6 或 m>2,(−∞,−6)∪(2,∞)m<-6\ \text{或}\ m>2,\qquad(-\infty,-6)\cup(2,\infty)

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