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Algebra · real student question

解不等式 −2x² + 8 ≤ 0。

Question

解不等式

−2x2+8≤0-2x^{2}+8\le0

Step-by-step solution

  1. 先把平方项孤立出来。 两边同时减去 88:

    −2x2≤−8-2x^{2}\le-8

  2. 除以 −2-2,同时把不等号反向。 不等式两边乘或除以一个负数时方向要翻转——这道题从头到尾就靠这一条规则:

    x2≥4x^{2}\ge4

    这里如果还留着 ≤\le,就会得到恰好相反的错误答案 −2≤x≤2-2\le x\le2,所以变号不是可选动作。

  3. 把 x2≥4x^{2}\ge4 当成距离条件来解。 因为 x2=∣x∣2x^{2}=|x|^{2},这个条件就是 ∣x∣≥2|x|\ge2:点 xx 到原点的距离至少是 22。满足它的是 [−2,2][-2,2] 外侧的两条射线,而不是中间那段:

    x≤−2或x≥2x\le-2\qquad\text{或}\qquad x\ge2

  4. 写出解集。

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

    两个端点都包含在内:当 x=±2x=\pm2 时 −2(4)+8=0-2(4)+8=0,而 0≤00\le0 成立 ✓。

  5. 用图像和取点检验。 y=−2x2+8y=-2x^{2}+8 是开口向下的抛物线,零点在 ±2\pm2,顶点是 (0,8)(0,8);它恰好在两个零点之外才小于或等于零。取点检验:x=0x=0 给出 8≤08\le0 ✗(确实该排除),x=3x=3 给出 −18+8=−10≤0-18+8=-10\le0 ✓,x=−3x=-3 给出 −10≤0-10\le0 ✓。在 5151 个精确有理点上,原不等式与所给解集的判断完全一致 ✓。

Answer

x≤−2或x≥2x\le-2\quad\text{或}\quad x\ge2

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