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Algebra · real student question

解不等式 1 − x/3 ≤ 1 − 2x/7,并在数轴上表示解集。

Question

解不等式

1−x3≤1−2x71-\frac{x}{3}\le 1-\frac{2x}{7}

并在数轴上表示解集。

Step-by-step solution

  1. 把两边都有的那个常数约掉。 两边同减 11 对不等式是合法的(加减从不改变方向),一步就把常数消掉: −x3≤−2x7.-\frac{x}{3}\le-\frac{2x}{7}. 先去分母也行,但先约掉这个 11 能让数字保持更小。

  2. 把含 xx 的项归到一边。 两边同加 2x7\dfrac{2x}{7}: −x3+2x7≤0.-\frac{x}{3}+\frac{2x}{7}\le 0. 归到左边而不是右边,可以省掉后面一次多余的变号。

  3. 通分到公分母 2121。 由于 lcm⁡(3,7)=21\operatorname{lcm}(3,7)=21, −7x21+6x21≤0⟹−x21≤0.-\frac{7x}{21}+\frac{6x}{21}\le 0\quad\Longrightarrow\quad -\frac{x}{21}\le 0. 两个分数几乎抵消,只剩下一个 −121-\tfrac{1}{21} 的系数。

  4. 除以负系数,把不等号反向。 两边同乘 −21-21,不等号方向必须颠倒: −x21≤0⟹x≥0.-\frac{x}{21}\le 0\quad\Longrightarrow\quad x\ge 0. 这是全程唯一改变方向的一步,忘了它就是经典错误——那样会得到错误答案 x≤0x\le 0。

  5. 取值验证。 x=7x=7 时:左边是 1−73=−1.33‾1-\tfrac73=-1.3\overline{3},右边是 1−2=−11-2=-1,而 −1.333≤−1-1.333\le-1 成立。x=−7x=-7 时:左边是 1+73=3.33‾1+\tfrac73=3.3\overline{3},右边是 1+2=31+2=3,而 3.333≤33.333\le 3 不成立。可见非负的 xx 满足、负的 xx 不满足,与结论一致。x=0x=0 时两边都等于 11,所以端点要包含进去。

  6. 描述数轴上的图形。 在 00 处画一个实心点,表示 00 本身也是解,然后把它右边的射线一直涂到 +∞+\infty。用区间表示,解集就是 [0,+∞)[0,+\infty)。

Answer

x≥0,即 x∈[0,+∞)x\ge 0,\qquad\text{即 } x\in[0,+\infty)

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