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Algebra · real student question

解不等式 (x − 1) / ((x − 3)(x − 2)) ≤ 0,并用区间表示解集。

Question

解不等式

x−1(x−3)(x−2)≤0\frac{x-1}{(x-3)(x-2)} \le 0

Step-by-step solution

  1. 要找的是临界点,不是公分母。 这个式子本来就是一个已分解好的分式,所以符号只可能在某个因式为零处改变:分子零点 x=1x = 1,分母零点 x=2x = 2 和 x=3x = 3。千万不要两边同乘 (x−3)(x−2)(x-3)(x-2) —— 它的符号未知,不等号方向就靠不住了。

  2. 把数轴分成四段。 三个临界点把 R\mathbb{R} 切成 (−∞,1)(-\infty,1)、(1,2)(1,2)、(2,3)(2,3) 和 (3,∞)(3,\infty)。在每一段内部三个因式的符号都固定,整个分式的符号也就固定 —— 每段取一个试验值就够了。

  3. 每段取一点代入。

    区间取点 xx值符号
    (−∞,1)(-\infty,1)00−1(−3)(−2)=−16\tfrac{-1}{(-3)(-2)} = -\tfrac16负
    (1,2)(1,2)1.51.50.5(−1.5)(−0.5)=+23\tfrac{0.5}{(-1.5)(-0.5)} = +\tfrac23正
    (2,3)(2,3)2.52.51.5(−0.5)(0.5)=−6\tfrac{1.5}{(-0.5)(0.5)} = -6负
    (3,∞)(3,\infty)3.53.52.5(0.5)(1.5)=+103\tfrac{2.5}{(0.5)(1.5)} = +\tfrac{10}{3}正
  4. 每个端点单独判断。 不等号是 ≤\le,所以分子的零点是允许的:在 x=1x = 1 处值为 00,满足 ≤0\le 0,因此 x=1x=1 要包含。而分母的零点永远不允许 —— 在 x=2x = 2 和 x=3x = 3 处表达式无意义,所以无论不等号朝哪个方向,这两个点都必须排除。

  5. 拼出解集。 把符号为负的区间收集起来,再补上那个闭端点:

    (−∞, 1]  ∪  (2, 3)(-\infty,\,1] \;\cup\; (2,\,3)

  6. 对照常见干扰选项检查。 符号计算工具给出的正是 (−∞,1]∪(2,3)(-\infty,1] \cup (2,3) ✓。而 [1,2)∪[3,∞)[1,2) \cup [3,\infty) 取的是符号为正的区间,还错误地把一个极点取成了闭端点;[1,2]∪(3,∞)[1,2] \cup (3,\infty) 把 x=2x=2 取成闭端点,可表达式在那里根本不存在。

Answer

(−∞, 1]∪(2, 3)(-\infty,\,1] \cup (2,\,3)

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