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一元一次不等式组:数轴取公共部分与口诀

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解一元一次不等式组固定三步:先分别解出组里的每个不等式,再把各自的解集画在同一条数轴上,最后取它们都覆盖到的那一段作为不等式组的解集。画数轴时,带等号的界点(≥、≤)画实心圆点,不带等号的界点(>、<)画空心圆圈;「大于」向右画,「小于」向左画。两个界点记作 a < b 时,结果可以直接套口诀:同大取大、同小取小、大小小大中间找、大大小小无处找。

三步与数轴画法

第一步是分别解。每个不等式单独移项、合并、系数化为 1,互不干扰。系数化为 1 时如果除以负数,不等号要改变方向,这一步错了,后面的数轴画得再准也没用。

第二步是画数轴。先在数轴上标出两个界点,再按「实心含等号、空心不含等号」画点,按「大于向右、小于向左」从点出发画线。两条线画在不同高度,重叠部分一眼能看出来。

第三步是取公共部分。数轴上两条线都盖住的那一段,就是不等式组的解集;两条线没有重叠,就写「不等式组无解」。结果里界点带不带等号,跟着各自画的是实心还是空心走。

四种情形放在一张表里,a < b:

类型 不等式组 解集 口诀
同向大于 x > a,x > b x > b 同大取大
同向小于 x < a,x < b x < a 同小取小
一大一小有重叠 x > a,x < b a < x < b 大小小大中间找
一大一小无重叠 x < a,x > b 无解 大大小小无处找

解不等式组三步:分别解、画数轴、取公共部分

四道例题一步一步写

例 1 同大取大。 解 3x + 1 > 7 与 x − 1 ≥ 3 组成的不等式组。第一个得 x > 2,第二个得 x ≥ 4。两个都是「大于」,取较大的界点 4,4 这一点带等号,所以解集是 x ≥ 4,数轴上 4 画实心点。

例 2 同小取小。 解 2x − 5 < 1 与 (x + 1) / 2 ≤ 1。第一个得 x < 3,第二个两边乘 2 得 x + 1 ≤ 2,即 x ≤ 1。两个都是「小于」,取较小的 1,解集是 x ≤ 1。

例 3 大小小大中间找。 这道题两个不等式要分开处理,写成大括号的形式:

\begin{cases}3x-1\geq x+3\\ 7-2x>-3\end{cases}

编辑器里用大括号写成两行的例3不等式组

第一个移项得 2x ≥ 4,x ≥ 2。第二个移项得 −2x > −10,两边除以 −2,不等号改变方向,得 x < 5。解集是 2 ≤ x < 5,2 处实心、5 处空心。题目要整数解时,从数轴上数出 2、3、4,共 3 个。

数轴上2处实心点向右、5处空心圈向左,公共部分在2到5之间

例 4 大大小小无处找。 解 x + 3 < 1 与 2x − 1 ≥ 1。第一个得 x < −2,第二个得 x ≥ 1。小于的界点 −2 比大于的界点 1 还小,两条线一左一右,没有重叠,所以不等式组无解。

画数轴时的四处差错

  1. 除以负数忘了变号。例 3 若把 −2x > −10 写成 x > 5,再和 x ≥ 2 取公共部分,得到的是 x > 5,与正确答案完全不同。
  2. 实心、空心画反。≥ 和 ≤ 画实心,> 和 < 画空心;最后写解集时,界点有没有等号必须和图上一致。
  3. 口诀里的「大」「小」看错对象。它比的是两个界点数值的大小,不是不等号开口朝哪边。
  4. 两个界点相同时没有单独判断。x ≥ 2 与 x ≤ 2 的公共部分只有 x = 2 这一个数;x > 2 与 x ≤ 2 则无解。

负2x大于负10,两边除以负2后得x小于5

在编辑器里录解题过程时,≥ 输入 \geq、≤ 输入 \leq,按空格结束命令;不等式组用上面那段 cases 源码,两行之间的换行写 \\。

写完解集再对一次端点:带 ≤、≥ 的一端在数轴上是实心点,只带 <、> 的一端是空心圈。端点对上了,数出的整数解才不会多一个或少一个。

延伸阅读

常见问题

“大大小小无处找”是什么意思?
它说的是两个解集一个比大数还大、一个比小数还小的情形,例如 x 小于负二同时 x 大于等于一。画到数轴上,一条向左、一条向右,两段没有重叠的部分,所以不等式组无解。判断时看的是两个界点的数值大小,不是看不等号的开口方向。