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Algebra · real student question

解不等式 (2 − 3x)(2x + 1) ≥ 0。

Question

解不等式

(2−3x)(2x+1)≥0(2-3x)(2x+1)\ge0

Step-by-step solution

  1. 保持因式形式——不要展開。 這個式子已經是兩個一次因式的乘積,而乘積的正負完全由各因式的正負決定。展開成 −6x2+x+2-6x^2+x+2 只會讓計算變麻煩。

  2. 找出每個因式的零點。

    2−3x=0⇒x=23,2x+1=0⇒x=−122-3x=0\Rightarrow x=\frac23,\qquad 2x+1=0\Rightarrow x=-\frac12

    這兩個分界點把數線切成 (−∞,−12)\left(-\infty,-\tfrac12\right)、(−12,23)\left(-\tfrac12,\tfrac23\right) 與 (23,∞)\left(\tfrac23,\infty\right)。

  3. 每個區間各取一個測試點。 在 x=−1x=-1:(2+3)(−2+1)=(5)(−1)=−5<0(2+3)(-2+1)=(5)(-1)=-5<0。在 x=0x=0:(2)(1)=2>0(2)(1)=2>0。在 x=1x=1:(−1)(3)=−3<0(-1)(3)=-3<0。所以符號依序是負、正、負。

  4. 從首項係數解釋這個規律。 展開後首項會是 −6x2-6x^2,也就是開口向下的拋物線。開口向下的拋物線在兩根之間為正、在兩根之外為負——與平常的情形正好相反。在這裡反射性地寫成「兩根之外」是最經典的錯誤。

  5. 因為不等式帶等號,端點要包含進來。 在 x=−12x=-\tfrac12 與 x=23x=\tfrac23 乘積恰好是 00,滿足 ≥0\ge0。所以解是閉區間

    −12≤x≤23-\frac12\le x\le\frac23

  6. 用掃描驗證。 在 −3-3 到 33 之間取 60016001 個點計算乘積,再與宣稱的區間比對,每一點都吻合 ✓,兩個端點也都恰好給出 00 ✓。

Answer

−12≤x≤23,[−12, 23]-\frac12\le x\le\frac23,\qquad\left[-\frac12,\ \frac23\right]

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