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algebra

不等式詳解:一元一次、複合、一元二次

掌握不等式——一元一次、複合、一元二次——以及那條人人都會忘記的規則。附有解題範例,以及如何在數線上畫出解集。
AI-Math Editorial Team

By AI-Math Editorial Team

Published 2026-05-02

不等式看起來和方程式一模一樣,直到你撞上那條讓你半夜驚醒的規則:當你乘以或除以一個負數時,不等號方向會翻轉。本指南會帶你走過一元一次、複合與一元二次不等式,以及能解決 95% 作業的那些套路。

那條人人都會忘記的規則

對方程式而言:每個運算都保持等式不變。5=55 = 5 推出 5⋅(−1)=5⋅(−1)5 \cdot (-1) = 5 \cdot (-1)——兩邊同樣取負,等式仍成立。

對不等式而言:將兩邊乘以或除以一個負數會翻轉方向。5>35 > 3 為真,但兩邊同乘 −1-1 就得到 −5>−3-5 > -3,這是假的。修正後的式子是 −5<−3-5 < -3。

這一條規則是大多數不等式錯誤的根源。把它燒進你的反射裡:

  • 加上/減去任何東西 → 不翻轉。
  • 乘以/除以正數 → 不翻轉。
  • 乘以/除以負數 → 翻轉不等號。

一元一次不等式

像解一元一次方程式那樣解,留意正負號翻轉。

範例 1:3x+5>143x + 5 > 14。

  • 減 5:3x>93x > 9。
  • 除以 33(正數,不翻轉):x>3x > 3。
  • 解集:(3,∞)(3, \infty)——開括號表示 x=3x = 3 不包含在內。

範例 2(含翻轉):−2x+7≤1-2x + 7 \leq 1。

  • 減 7:−2x≤−6-2x \leq -6。
  • 除以 −2-2(負數——翻轉):x≥3x \geq 3。
  • 解集:[3,∞)[3, \infty)——方括號是因為 ≤\leq,包含 33。

複合不等式

「複合」不等式用 AND 或 OR 把兩個簡單不等式連起來。

AND 常寫成單一連鎖式:−1<2x+3≤7-1 < 2x + 3 \leq 7。同時對三個部分做運算。

  • 各處減 3:−4<2x≤4-4 < 2x \leq 4。
  • 各處除以 2:−2<x≤2-2 < x \leq 2。
  • 解:(−2,2](-2, 2]。

OR 保持為兩個分開的不等式。解是兩個個別解集的聯集:

x<−3x < -3 或 x>5x > 5 → 解 (−∞,−3)∪(5,∞)(-\infty, -3) \cup (5, \infty)。

一元二次不等式

對於 x2+bx+c>0x^2 + bx + c > 0(或任何 ≠0\neq 0 的不等式):

  1. 求根:x2+bx+c=0x^2 + bx + c = 0。
  2. 標出這些根在數線上——它們把數線分成若干區間。
  3. 代測一點到每個區間,看二次式在那裡是正還是負。
  4. 挑出符合不等號方向的區間。

範例:x2−5x+6>0x^2 - 5x + 6 > 0。

  • 因式分解:(x−2)(x−3)>0(x - 2)(x - 3) > 0。根在 x=2x = 2 和 x=3x = 3。
  • 測試區間:
    • x=0x = 0:(0−2)(0−3)=6>0(0-2)(0-3) = 6 > 0 ✓
    • x=2.5x = 2.5:(0.5)(−0.5)=−0.25<0(0.5)(-0.5) = -0.25 < 0 ✗
    • x=4x = 4:(2)(1)=2>0(2)(1) = 2 > 0 ✓
  • 解:(−∞,2)∪(3,∞)(-\infty, 2) \cup (3, \infty)。

對於 ≤\leq 或 ≥\geq 不等式,要把根包含進去(閉區間):(−∞,2]∪[3,∞)(-\infty, 2] \cup [3, \infty)。

在數線上畫出解

  • 空心圈(○)標在不包含的值(<< 或 >>)。
  • 實心圈(●)標在包含的值(≤\leq 或 ≥\geq)。
  • 箭頭沿解的方向延伸至無窮。

複合 AND → 兩個圈之間用括弧。複合 OR → 兩條向外延伸的射線。

含絕對值的不等式

∣x−a∣<b|x - a| < b 展開為 −b<x−a<b-b < x - a < b,即 a−b<x<a+ba - b < x < a + b——一個有界區間。

∣x−a∣>b|x - a| > b 展開為 x−a<−bx - a < -b 或 x−a>bx - a > b,即 x<a−bx < a - b 或 x>a+bx > a + b——兩條向外延伸的射線。

常見錯誤

  1. 除以負數時忘記翻轉。不等式答案出錯最大的單一來源。
  2. 端點包含錯誤。<< 與 ≤\leq 有差別——你用哪種括號取決於它。
  3. 把複合 AND 當成等號。−2<x<5-2 < x < 5 是單一陳述;你不能把它拆成「x=−2x = -2 或 x=5x = 5」。
  4. 像解方程式一樣解一元二次不等式。把 x2−4>0x^2 - 4 > 0「設為零」會得到根 ±2\pm 2;不等式的解不是 {−2,2}\{-2, 2\},而是它們之間/周圍的區間。

自己動手試試

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相關資料:

Frequently Asked Questions

When you multiply or divide both sides of an inequality by a negative number, you must reverse the inequality sign. All other operations — adding and subtracting — work the same as with equations.

Solve each part separately, then find the intersection (for "and") or union (for "or"). On a number line, closed circles represent ≤ or ≥, and open circles represent < or >.

Factor the quadratic to find the roots, then test a value in each interval between the roots to determine where the inequality holds. Sketching the parabola confirms which intervals give positive or negative values.

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Published 2026-05-02

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