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Algebra · real student question

解不等式 x² · x − 5 > 0。

Question

解不等式

x2⋅x−5>0x^2\cdot x-5>0

Step-by-step solution

  1. 先把式子化简。 同底数幂相乘时指数相加:x2⋅x=x2+1=x3x^2\cdot x=x^{2+1}=x^3。所以这是三次不等式,不是二次的:

    x3−5>0x^3-5>0

    把 x2xx^2x 误读成 x2x^2 或 2x22x^2,整道题的性质就变了。

  2. 把三次项单独留下。 两边同时加 55:

    x3>5x^3>5

  3. 两边同时开立方。 立方与平方的关键差别正在此处:函数 t↦t3t\mapsto t^3 在整个 R\mathbb{R} 上严格单调递增且一一对应,所以开立方保持不等号方向,既不需要 ±\pm,也不需要分情况:

    x>53x>\sqrt[3]{5}

    作为对照,x2>5x^2>5 得到的会是两段式答案 x>5x>\sqrt5 或 x<−5x<-\sqrt5。

  4. 把这个界算出来。

    53=1.709976…≈1.71\sqrt[3]{5}=1.709976\ldots\approx1.71

    顺手估一下量级:1.73=4.9131.7^3=4.913(略小于 55),1.713=5.0002111.71^3=5.000211(刚刚超过),所以这个立方根就夹在两者之间 ✓。

  5. 写出解集。 一条射线,左端开口,因为不等号是严格的:

    x>53,(53, ∞)x>\sqrt[3]{5},\qquad\left(\sqrt[3]{5},\ \infty\right)

  6. 扫描验证。 在 −5-5 到 55 之间取 10,00110{,}001 个点计算 x3−5x^3-5,把符号与 x>53x>\sqrt[3]{5} 逐点对照,结果处处一致 ✓ —— 负数区间也包括在内,那里三次式取值明显为负,被正确排除。

Answer

x>53≈1.71x>\sqrt[3]{5}\approx 1.71

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