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Algebra · real student question

解不等式 (x − 1)(x − 3) > 0。

Question

解

(x−1)(x−3)>0(x-1)(x-3)>0

Step-by-step solution

  1. 充分利用式子已经是因式形式这一点。 两个实数的乘积为正,当且仅当两个因式同号,所以不必展开,只需要知道每个因式在哪里变号。

  2. 求出临界点。 令每个因式等于零:

    x−1=0⇒x=1,x−3=0⇒x=3x-1=0\Rightarrow x=1,\qquad x-3=0\Rightarrow x=3

    这两个值把数轴切成三个待检验的区间:(−∞,1)(-\infty,1)、(1,3)(1,3) 和 (3,∞)(3,\infty)。

  3. 列出符号表。 在每个区间里取一个检验值,记录每个因式的符号:

    区间x−1x-1x−3x-3乘积
    (−∞,1)(-\infty,1),如 x=0x=0−-−-++
    (1,3)(1,3),如 x=2x=2++−-−-
    (3,∞)(3,\infty),如 x=4x=4++++++

    代入检验值得到 (0−1)(0−3)=3(0-1)(0-3)=3、(2−1)(2−3)=−1(2-1)(2-3)=-1 和 (4−1)(4−3)=3(4-1)(4-3)=3,与最后一列吻合。

  4. 挑出符合不等号方向的区间。 我们要的是乘积大于零,所以取两行 ++:

    x<1或x>3x<1\quad\text{或}\quad x>3

  5. 判断端点取不取。 不等式是严格的(>0>0 而不是 ≥0\ge 0),而在 x=1x=1 和 x=3x=3 处乘积等于 00。所以两个根都要排除,区间都是开的:

    (−∞,1)∪(3,∞)(-\infty,1)\cup(3,\infty)

  6. 用抛物线再核对一遍。 展开得 y=x2−4x+3y=x^{2}-4x+3,这是开口向上的抛物线,顶点在 x=2x=2、y=−1y=-1 处。开口向上的抛物线在两根之外位于 x 轴上方——正是我们得到的答案。

Answer

(−∞,1)∪(3,∞)(-\infty,1)\cup(3,\infty)

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