學習重點 熟練一元一次不等式的去分母、去括號、移項與合併同類項,並掌握乘除負數時,不等號必須反向。 區分「未知數的範圍」「整數解」與「代數式可能的值」,依題目限制逐層判斷。 把連鎖不等式拆成兩個必須同時成立的不等式,分別求解後取交集。 將解集轉成數線圖,正確判斷左右方向、空心或實心端點,以及兩端之間是否包含。 檢查解題過程時,逐行確認是否與上一行等價,找出最早失去等價性的步驟。 核心觀念 一、不等式的等價變形 解不等式,就是找出所有能使原不等式成立的未知數。基本目標是整理成「x>a」「x≧a」「x<a」或「x≦a」的形式。每一步都必須維持相同的解集。 兩邊同時進行的運算不等號方向判斷重點 加上或減去同一個數或代數式不變移項本質上是兩邊同加或同減。 乘以或除以同一個正數不變例如兩邊同除以 5,或同乘分母的最小公倍數。 乘以或除以同一個負數反向>與<互換,≧與≦互換。 移項改的是項的正負號,不是直接改不等號方向。例如把右邊的-x移到左邊,會成為+x;只有兩邊同乘或同除負數時,才需要反轉不等號。 若含括號,應先正確分配括號前的係數,尤其要注意負號,例如-2(x-3)=-2x+6,括號內每一項都要乘到。若含分數,可兩邊同乘分母的最小公倍數去分母,此時每一項都要乘,包括沒有分母的常數項;分子若是多項式,要先加上括號再運算,避免分子前的負號只作用到第一項。 以-3x-7≦3-x為例:移項得-3x+x≦3+7,即-2x≦10;兩邊同除以-2,不等號反向,得x≧-5。解集中包含-5,以及所有大於-5的數;正數、0、負數或小數都可能符合,不能只憑數的正負判斷。 二、範圍、整數解與代數式可能值 題目若限定x為整數,應先求出不等式的範圍,再篩選整數。例如4x-17>3-x,移項得5x>20,即x>4,整數解為5、6、7、……;4雖是邊界,卻不符合嚴格大於的條件。 若接著問2x+5的可能值,就要把範圍限制與整數限制同時保留。當x為大於4的整數時,2x+5依序為15、17、19、……,也就是不小於15的奇數。某個數即使大於15,若是偶數,仍不可能由整數x算出;小於15的數,即使是奇數也不符合。 判斷選項時,也可設代數式的值為y,由y=2x+5反推x=(y-5)÷2,再檢查兩件事:x是否為整數,以及是否落在原本的解集內。例如y=17時x=6,符合;y=11時x=3,不在x>4內;y=20或14時x不是整數,皆不符合。 三、檢驗某個數是否為解 求出解集後,可直接比較候選數與邊界的大小。例如解集為x≧-5時,-6不符合,-3.14、0與1.7都符合。比較負數大小時,數線上越靠右越大;因此-3.14大於-5,不能因為它帶有負號就排除。 另一種方法是把候選數代回原不等式,分別計算左右兩邊,再判斷關係是否成立。符合原不等式才是解;若題目問「不是解」,則應選使不等式不成立的數。例如x=-6代入-3x-7≦3-x,左邊為11、右邊為9,11≦9不成立,所以-6不是解。代入法也能用來複查移項或除以負數時是否出錯。 四、連鎖不等式要拆開,再取交集 連鎖不等式A<B≦C,表示「A<B」與「B≦C」必須同時成立。正確做法是拆成兩個不等式,分別求出限制,最後保留兩者共同允許的範圍。 以x+3<8≦3x+4為例: 由x+3<8,得x<5。 由8≦3x+4,得4≦3x,即x≧4/3(約1.33)。 取交集,得4/3≦x<5。 下界4/3可以取到,上界5不能取到;區間內包含所有符合條件的實數,不只整數。注意4≦3x要兩邊同除以3,結果是分數4/3,不是1,也不是4。 取交集時,可把兩個解集分別畫在數線上,再找重疊部分。若兩個條件都限制下界,就採較大的下界;若都限制上界,就採較小的上界,但仍須檢查端點能否取到。例如x≧2且x>2,交集是x>2;若x>3且x≦3,則沒有共同的解。 五、數線圖的方向與端點 解的形式端點畫法標示方向 x>aa處空心向右延伸 x≧aa處實心向右延伸 x<aa處空心向左延伸 x≦aa處實心向左延伸 a≦x<b,且a<ba處實心、b處空心標示兩端之間的線段 a<x≦b,且a<ba處空心、b處實心標示兩端之間的線段 空心表示該端點不包含,實心表示該端點包含。閱讀圖形時,依序檢查:端點數值→空心或實心→延伸方向或線段範圍。若得到4/3≦x<5,圖上應在4/3(位於1與2之間)畫實心、5畫空心,並標示兩者之間的線段。端點若是分數,要先確認它在數線上的正確位置,再比對選項。 六、如何找出解題過程最早的錯誤 逐步檢查時,要比較「這一行能否由上一行合法推得」,依序檢查: 去分母時,是否每一項都乘到,分子是否加上括號。 去括號時,括號前的負號是否讓每一項都變號。 移項時,被移動的項是否改變正負號。 合併同類項時,係數與常數是否計算正確。 乘除負數時,不等號是否反向;乘除正數時,是否誤改方向。 最早出現不等價變形的那一步,就是錯誤開始處;後面的計算即使順著錯誤結果繼續進行、看起來運算無誤,也不是最初出錯的位置。可以用「代入同一個數檢查相鄰兩行的真假是否一致」來輔助:若某數使上一行成立、下一行卻不成立(或相反),這兩行之間就失去等價性。 常考陷阱 除以負數卻保留原方向:把-2x≦10寫成x≦-5,是典型錯誤;正確結果為x≧-5。 一移項就反轉不等號:移項只改該項的正負,不等號方向維持原樣。 去分母漏乘常數項或分子未加括號:同乘最小公倍數時,每一項都要乘;分子前有負號時,整個分子都要變號。 把邊界當成一定可取:x>4不包含4;x≧4才包含4。求最小整數解時,必須先看有沒有等號。 只看代數式的大小,忽略整數性:2x+5在x為整數時必為奇數,範圍內的偶數仍須排除;也別忘了檢查是否低於最小可能值。 把負數一律排除:是否為解取決於位置與大小關係,不取決於是否帶負號;-3.14大於-5。 漏看「不是」:先判斷各選項是否符合,再確認題目要找的是解還是非解。 連鎖不等式只解一邊,或把兩邊取聯集:「同時成立」要取交集,僅符合其中一個條件仍不算解。 端點數值算錯:4≦3x應得x≧4/3,常見錯誤選項會把端點畫在1或4;也要確認分數端點在數線上的位置。 端點空實心對調:選項常只差一個端點的空心或實心,有等號才實心。 端點畫對,方向卻畫錯:大於往右、小於往左;有上下界時,還要確認標示的是兩端之間的共同區間。 把一般解集畫成幾個整數點:除非明定整數,區間內的小數與分數也都是解。 找錯步驟時選到後面的步驟:錯誤之後的推算可能都「看似正確」,要找的是第一個不等價的步驟。 記憶口訣 移項變項號,負乘除反向;同時取交集,端點看等號。 大於向右、小於向左;有等實心、無等空心。整數先篩選,式值再檢驗。