CHAPTER 05 · 03

不等式变形:
方向由乘除式的符号决定

方程乘除主要检查是否为零,不等式还必须知道乘除式的正负:乘正数方向不变,乘负数方向改变,符号不确定时不能直接变形。

等价变形

等价意味着变形前后解集完全相同

例如 \(x+2>5\Longleftrightarrow x>3\)。从左向右可以两边同时减去 \(2\),从右向左也可以同时加回 \(2\),所以两个不等式有相同的解。

\[x+2>5\quad\Longleftrightarrow\quad x>3\]

加减规则

两边同时加减,不等号方向不变

加减同一个数只会让两边同时增大或同时减小,不会改变原来的大小顺序。

\[A>B\quad\Longleftrightarrow\quad A+C>B+C\]

两边同时加上 \(C\),方向不变。

\[x-2>3\quad\Longleftrightarrow\quad x>5\]

两边同时加上 \(2\),两个不等式的解相同。

乘除与方向

正数保持方向,负数翻转方向

乘除正数

\(A>B\Longleftrightarrow kA>kB\),其中 \(k>0\)。

乘除负数

\(A>B\Longleftrightarrow kA<kB\),其中 \(k<0\)。

乘除零

乘以零会丢失大小关系,除以零没有意义。

\[2x>6\quad\Longleftrightarrow\quad x>3\]

除以正数 \(2\),方向不变。

\[-2x>6\quad\Longleftrightarrow\quad x<-3\]

除以负数 \(-2\),方向必须改变。

在数轴上,乘以负数会把正方向和负方向对调,因此原来较大的一边会变成较小的一边。

零的边界

零不能保留原来的大小关系

从 \(2>1\) 出发,两边同时乘以 \(0\),只能得到 \(0=0\)。这个结果不能还原出原来的不等式,所以乘以零不是等价变形;除以零则没有意义。

不能把零当作不等式乘除变形的对象。

符号不确定

含未知数的乘除式必须先分清正、负和零

例如 \(x-1\) 的符号会随 \(x\) 改变:

当 \(x>1\)

\(x-1>0\),乘除后方向不变。

当 \(x=1\)

\(x-1=0\),不能用它作除数。

当 \(x<1\)

\(x-1<0\),乘除后方向改变。

所以,在不知道 \(x\) 的范围时,不能直接在不等式两边乘以或除以 \(x-1\)。这正是分母含未知数以后出现的新困难。

判断顺序

先看运算,再看乘除式的符号

1

两边同时加减同一个有意义的数,方向不变。

2

乘除正数方向不变,乘除负数方向改变。

3

不能除以零,乘以零也不是等价变形。

4

乘除式含未知数时,先判断符号,再决定能否变形和是否改变方向。