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Algebra · real student question

解不等式 |2x − 1| ≤ 3。

Question

解

∣2x−1∣≤3|2x-1|\le3

Step-by-step solution

  1. 把 ∣A∣≤b|A|\le b 翻成一條連鎖不等式。 絕對值量的是與 00 的距離,要求它至多是 33,就把 2x−12x-1 限制在 −3-3 與 33 之間的封閉帶狀範圍:

    −3≤2x−1≤3-3\le2x-1\le3

    因為關係是至多(不是至少),結果會是一個有界區間,而不是兩條射線 —— 不等號的方向決定了答案的形狀。

  2. 三個部分同時加 1。 每一處都加同一個常數,兩個方向都不受影響:

    −3+1≤2x≤3+1⟹−2≤2x≤4-3+1\le2x\le3+1\qquad\Longrightarrow\qquad-2\le2x\le4

  3. 三個部分同時除以 2。 除數是正的,所以不必翻轉不等號:

    −1≤x≤2-1\le x\le2

  4. 把答案寫成閉區間。

    [−1,2][-1,2]

    兩個端點都包含在內,因為原題允許取等號 —— 中括號記錄的正是這件事。

  5. 驗端點,也驗區間外。 在 x=−1x=-1:∣2(−1)−1∣=∣−3∣=3≤3|2(-1)-1|=|-3|=3\le3 ✓。在 x=2x=2:∣4−1∣=3≤3|4-1|=3\le3 ✓。在中心 x=12x=\tfrac12:∣0∣=0|0|=0 ✓。剛出界一點的 x=3x=3 給出 ∣5∣=5|5|=5 ✗。把原始不等式與 [−1,2][-1,2] 在 9090 個精確有理點上逐一比對,處處吻合 ✓。注意這個區間以 x=12x=\tfrac12 為中心,也就是使 2x−1=02x-1=0 的點,半徑為 32\tfrac32。

Answer

−1≤x≤2-1\le x\le2

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