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Algebra · real student question

解不等式 (2 − x)(2x − 3) > 0。

Question

解不等式

(2−x)(2x−3)>0(2-x)(2x-3)>0

Step-by-step solution

  1. 保留因式形式,先找零點。 乘積的正負由因式決定,所以不要展開:

    2−x=0⇒x=2,2x−3=0⇒x=322-x=0\Rightarrow x=2,\qquad 2x-3=0\Rightarrow x=\frac32

    它們把數線切成 (−∞,32)\left(-\infty,\tfrac32\right)、(32,2)\left(\tfrac32,2\right) 與 (2,∞)(2,\infty)。

  2. 每個區間各取一點測試。 在 x=0x=0:(2)(−3)=−6<0(2)(-3)=-6<0。在 x=1.75x=1.75(兩根之間):(0.25)(0.5)=0.125>0(0.25)(0.5)=0.125>0。在 x=3x=3:(−1)(3)=−3<0(-1)(3)=-3<0。符號依序是負、正、負。

  3. 從首項係數解釋這個規律。 真的展開的話,首項會是 (−x)(2x)=−2x2(-x)(2x)=-2x^2 — 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,與熟悉的情形正好相反。習慣性寫成「兩根之外」就是這裡的標準錯誤。

  4. 取兩根之間的區間,注意哪個根比較小。 因為 32=1.5<2\tfrac32=1.5<2:

    32<x<2\frac32<x<2

  5. 排除端點。 不等式是嚴格的,所以乘積恰為 00 的那兩點不屬於解集合。用區間表示就是 (32,2)\left(\tfrac32,2\right) — 一個寬度只有 12\tfrac12 的開區間。

  6. 用掃描驗證。 在 [−5,5][-5,5] 上取 10,00110{,}001 個點、用精確分數計算乘積,再與 (32,2)\left(\tfrac32,2\right) 比對,每一點都吻合 ✓。

Answer

32<x<2,(32, 2)\frac32<x<2,\qquad\left(\frac32,\ 2\right)

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