解不等式
動手解之前先確定定義域。 對數的真數必須嚴格為正:
以下所有討論都限定在 之內;任何落在外面的候選解自動捨去。
依 的正負分情況,因為 與不等號方向都取決於它。 令 ,不等式即 。除以 是很自然的一步,但 的正負同時決定了 展開成什麼以及不等號要不要反轉,所以 、、 三種情況必須分開處理。
情況 。 此時 ,除以正數 不改變方向:
底數 小於 ,所以 是遞減的: 反轉成 。因此
再與 取交集,得 。
情況 。 此時 ,把 除以負數 會使不等號反轉:
同樣利用 遞減, 變成 :
這些 都是負的、也都在定義域內,所以整條射線 都是解。
情況 ——千萬別漏掉。 直接代入得 、,不等式成為 ,成立。孤立點 是貨真價實的解,儘管它不落在前面任何一個區間裡;而它正是隨手把兩邊除以 就會弄丟的那一個解。
整合並抽查。 解集合為
檢查兩個邊界點: 時 、,左邊為 ——等號成立。 時 、,左邊為 ——等號同樣成立。再取一個被排除區域裡的值,例如 ,得 ,小於 ,確實應該排除。
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