卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

解不等式 x² + x - 1 大於或等於 0。

Question

解出 xx:

x2+x−1≥0x^2+x-1\ge 0

Step-by-step solution

  1. 用公式解定出兩根。 取 a=1a=1、b=1b=1、c=−1c=-1,

    Δ=12−4(1)(−1)=1+4=5⇒x=−1±52\Delta=1^2-4(1)(-1)=1+4=5\quad\Rightarrow\quad x=\frac{-1\pm\sqrt5}{2}

    沒有任何整數對能乘積為 −1-1 而和為 11,所以因式分解本來就走不通。

  2. 認出這兩個數。 −1+52=0.6180340\frac{-1+\sqrt5}{2}=0.6180340、−1−52=−1.6180340\frac{-1-\sqrt5}{2}=-1.6180340——它們正是黃金比例與其共軛值的相反數。黃金比例滿足 φ2=φ+1\varphi^2=\varphi+1;把 φ = −x 代進去,那個關係式恰好變成 x2+x−1=0x^2+x-1=0。兩根的乘積是 −1-1、和是 −1-1,與 c/ac/a 和 −b/a-b/a 吻合。

  3. 利用開口方向。 首項係數為正,所以拋物線開口向上,式子在兩根之間那段區間之外才會 ≥0\ge 0:

    x≤−1−52或x≥−1+52x\le\frac{-1-\sqrt5}{2}\qquad\text{或}\qquad x\ge\frac{-1+\sqrt5}{2}

  4. 端點要包含進來。 不等號帶等號(≥\ge),而在兩根處式子恰好等於 00,所以兩個邊界值都屬於解集——要用閉括號,不是開括號。

  5. 用測試點驗證。 取 x=−2x=-2:4−2−1=1≥04-2-1=1\ge 0 ✓。取 x=0x=0:得 −1-1,不成立,正好把中間那段排除掉 ✓。取 x=1x=1:1+1−1=1≥01+1-1=1\ge 0 ✓。所以解是

    (−∞,−1−52]∪[−1+52,∞)\left(-\infty,\tfrac{-1-\sqrt5}{2}\right]\cup\left[\tfrac{-1+\sqrt5}{2},\infty\right)

Answer

x≤−1−52≈−1.6180或x≥−1+52≈0.6180x\le\frac{-1-\sqrt5}{2}\approx -1.6180\quad\text{或}\quad x\ge\frac{-1+\sqrt5}{2}\approx 0.6180

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