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Algebra · real student question

解不等式 (2x − 1)/(1 − x) ≥ 0。

Question

解不等式

2x−11−x≥0\frac{2x-1}{1-x}\ge0

Step-by-step solution

  1. 千万别交叉相乘。 两边同乘 1−x1-x 需要先知道它的符号,而这个符号在 x=1x=1 处就会改变。分式不等式稳妥的做法是:拿分子、分母的零点列一张符号表。

  2. 找出临界点。

    2x−1=0⇒x=12(分子的零点),1−x=0⇒x=1(分母的零点,须排除)2x-1=0\Rightarrow x=\frac12\quad(\text{分子的零点}),\qquad 1-x=0\Rightarrow x=1\quad(\text{分母的零点,须排除})

    这两点把数轴切成 (−∞,12)\left(-\infty,\tfrac12\right)、(12,1)\left(\tfrac12,1\right) 和 (1,∞)(1,\infty)。在每一段的内部,表达式的符号都不可能改变。

  3. 每个区间取一个值试算。 取 x=0x=0:−11=−1<0\dfrac{-1}{1}=-1<0。取 x=34x=\tfrac34:3/2−11/4=1/21/4=2>0\dfrac{3/2-1}{1/4}=\dfrac{1/2}{1/4}=2>0。取 x=2x=2:3−1=−3<0\dfrac{3}{-1}=-3<0。所以符号依次是负、正、负——表达式只在中间那一段为正。

  4. 定端点,这一步最容易丢分。 在 x=12x=\tfrac12 处分式的值是 01/2=0\dfrac{0}{1/2}=0,而 0≥00\ge0 成立,所以 x=12x=\tfrac12 要取到。在 x=1x=1 处分母为 00,表达式无定义,所以 x=1x=1 必须排除——不管不等号朝哪边都一样。

  5. 把解写成半开区间。

    12≤x<1,[12, 1)\frac12\le x<1,\qquad\left[\frac12,\ 1\right)

    一方括号一圆括号的这种不对称,就是这道题的全部内容。

  6. 扫描验证。 在 [−3,3][-3,3] 上取 60016001 个点(跳过 x=1x=1)逐点算出分式的值,再与上面给出的区间比对,零处不符 ✓。

Answer

12≤x<1,[12, 1)\frac12\le x<1,\qquad\left[\frac12,\ 1\right)

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