解一元一次不等式的步骤和解方程相同,但多了一条规则:两边同时乘以或除以负数时,要把不等号反转。忘了这条规则,你的答案描述的恰好是相反的一组数。
这项技能是不等式与可行区域单元的起点。之后画边界线和涂阴影时还会用到,因为符号一旦反转错,阴影就会涂到错误的一侧。
为什么不等号要反转?
从一个成立的式子开始:2 < 5。两边乘以 −1,得到 −2 和 −5。
在数轴上,−5 在 −2 的左边,所以 −2 > −5。顺序反过来了。
乘以负数,就是把整条数轴绕零点翻转,原来在右边的数跑到左边。除以负数的效果一样,所以符号必须掉头,式子才仍然成立。
什么会改变符号,什么不会?
| 对两边做的运算 | 不等号 |
|---|---|
| 加上或减去任何数 | 不变 |
| 乘以或除以正数 | 不变 |
| 乘以或除以负数 | 反转 |
一个好习惯是:准备除的时候,先把 x 的系数圈起来。如果圈起来的数带负号,就在这一行反转不等号。
例题详解
解 5 − 3x ≥ 14。
第一步,两边减 5: −3x ≥ 9。符号不变,因为我们只做了减法。
第二步,两边除以 −3: 这是负数,所以符号反转。x ≤ −3。
第三步,用两个测试值检查。 答案范围内取 x = −4:5 − 3(−4) = 17,17 ≥ 14 成立。范围外取 x = 0:5 − 0 = 5,5 ≥ 14 不成立。两个测试结果一致。
答案:x ≤ −3
还有另一条不必除以负数的路线。从 5 − 3x ≥ 14 重新开始,两边加 3x:5 ≥ 14 + 3x。
减 14:−9 ≥ 3x。除以正数 3:−3 ≥ x。
倒过来读就是 x ≤ −3。选你觉得更稳妥的路线即可。
要留意的错误
错误解法: 5 − 3x ≥ 14,所以 −3x ≥ 9,所以 x ≥ −3。
学生除以了 −3,却保留了 ≥ 符号。
测试值会暴露问题。取 x = 0,它满足 x ≥ −3。
代入原不等式:5 ≥ 14 不成立。所以 x ≥ −3 不可能是对的。
改正的方法是发现除数是负数并把符号掉头,得到 x ≤ −3。每道不等式都加一次两个数的测试,只需十秒,每次都能抓到这个失误。
自我检测
先在纸上做,再打开答案核对。
1. 解 −2x < 10。
查看答案
两边除以 −2 并反转符号:x > −5。
检查:x = −4 得 −2(−4) = 8,8 < 10 成立。x = −6 得 12,12 < 10 不成立。
x > −5
2. 解 7 − 4x ≤ 19。
查看答案
减 7:−4x ≤ 12。除以 −4 并反转符号:x ≥ −3。
检查:x = −3 得 7 + 12 = 19,19 ≤ 19 成立。x = −4 得 23,23 ≤ 19 不成立。
x ≥ −3
3. 解 x/(−2) > 3。
查看答案
两边乘以 −2 并反转符号:x < −6。
检查:x = −8 得 −8/(−2) = 4,4 > 3 成立。x = −4 得 2,2 > 3 不成立。
x < −6
下一步
当反转符号变得自然后,继续学习在数轴上表示区间,把答案画成图。无计算器运算训练适合用来检查算术步骤。你也可以在方程与公式单元中复习解方程的习惯。
有些学生能看懂这里的每一步,但负号出现在较长的题目里就出错。数学线上一对一补习的老师能找出你在哪一步不知不觉改变了做法。