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一元一次不等式

一元一次不等式是只有一個未知數、未知數次方是 1,用 >、<、≥、≤ 連接的式子,例如 2x − 1 > 5。解法和一元一次方程式一樣:移項得到 2x > 6,兩邊同除以 2,x > 3。唯一要多注意的是,兩邊同乘或同除以負數時,不等號的方向要反過來。

方程式的解通常是一個數,不等式的解是一個範圍:x > 3 代表所有比 3 大的數都是解,例如 3.5、4、100,所以要畫在數線上表示。108 課綱把一元一次不等式排在國一,屬於國中數學的代數單元。

先看重點

  • > 大於、< 小於、≥ 大於或等於、≤ 小於或等於。
  • 兩邊同加、同減一個數,或同乘、同除以正數,不等號方向不變。
  • 兩邊同乘或同除以負數,不等號要反過來,例如 −3x ≤ 6 變成 x ≥ −2。
  • 數線上:> 和 < 畫空心圓點,≥ 和 ≤ 畫實心圓點。

不等號的意思和題目常見說法

應用題很少直接寫大於、小於,而是用至少、不超過這類說法,先把文字翻成符號,列式就不會錯。等號有沒有包含在內,決定了數線上的圓點是空心還是實心。

符號讀法題目常見說法數線上的圓點
x > 3x 大於 3超過 3、多於 3空心,3 不算
x < 3x 小於 3少於 3、未滿 3空心,3 不算
x ≥ 3x 大於或等於 3至少 3、不少於 3、3 以上實心,3 也算
x ≤ 3x 小於或等於 3至多 3、不超過 3、3 以下實心,3 也算

日常說的 3 以上、3 以下都包含 3 本身,未滿 3 則不包含 3。

不等式的性質:什麼時候要變號

不等式也可以兩邊做一樣的事,但乘除負數是例外。用數字試試看就懂:3 > 1,兩邊同乘以 −1,得到 −3 和 −1,而 −3 < −1,大小關係反過來了,所以不等號也要跟著反過來。

同加或同減若 a > b,則 a + c > b + c,a − c > b − c不等號方向不變,所以移項照樣變號即可
同乘或同除以正數若 a > b 且 c > 0,則 ac > bc,a ÷ c > b ÷ c不等號方向不變
同乘或同除以負數若 a > b 且 c < 0,則 ac < bc,a ÷ c < b ÷ c不等號方向要反過來

在數線上畫出不等式的解

不等式的解有無限多個,所以用數線來表示。先在數線上找到分界的數,判斷要不要包含它:不包含畫空心圓點,包含畫實心圓點;再看是大於還是小於,大於往右畫,小於往左畫。

上面的數線是 x > 3,3 本身不是解,所以是空心圓點,往右延伸;下面的數線是 x ≤ 1,1 本身也是解,所以是實心圓點,往左延伸。數線的基本觀念可以複習數線。

−3−2−101234x > 3−3−2−101234x ≤ 1
x > 3 用空心圓點往右,x ≤ 1 用實心圓點往左

一元一次不等式題目

解完之後可以挑兩個數檢查:一個在範圍裡,代進去要成立;一個在範圍外,代進去要不成立。分界的那個數也要試,確認等號有沒有包含。

例 1解 2x − 1 > 5

  1. 移項:2x > 5 + 1 = 6
  2. 兩邊同除以正數 2,不等號不變:x > 3
  3. 檢查:x = 4 時 2 × 4 − 1 = 7 > 5 成立;x = 3 時 2 × 3 − 1 = 5,5 > 5 不成立,所以 3 不包含在內

答:x > 3

例 2解 −3x + 4 ≤ 10

  1. 移項:−3x ≤ 10 − 4 = 6
  2. 兩邊同除以負數 −3,不等號反過來:x ≥ 6 ÷ (−3) = −2
  3. 檢查:x = −2 時 −3 × (−2) + 4 = 10 ≤ 10 成立;x = 0 時 4 ≤ 10 成立;x = −3 時 13 ≤ 10 不成立

答:x ≥ −2

例 3解 (x − 1)/2 ≥ (2x + 1)/3 − 1

  1. 兩邊同乘以正數 6,不等號不變:3(x − 1) ≥ 2(2x + 1) − 6
  2. 去括號:3x − 3 ≥ 4x + 2 − 6,3x − 3 ≥ 4x − 4
  3. 移項:3x − 4x ≥ −4 + 3,−x ≥ −1
  4. 兩邊同乘以 −1,不等號反過來:x ≤ 1
  5. 檢查:x = 1 時左邊 0、右邊 3/3 − 1 = 0,0 ≥ 0 成立;x = 2 時左邊 1/2、右邊 5/3 − 1 = 2/3,1/2 ≥ 2/3 不成立

答:x ≤ 1

例 43x + 2 < 17 的正整數解有哪些?

  1. 移項:3x < 15
  2. x < 5
  3. 比 5 小的正整數是 1、2、3、4
  4. 檢查:x = 4 時 14 < 17 成立;x = 5 時 17 < 17 不成立

答:1、2、3、4

一元一次不等式應用題

應用題的答案常常要再看題目的條件決定。買東西的枝數、答對的題數只能是整數,解出 x ≤ 9.1 這種範圍時,要再找出符合條件的整數。

例 1小明有 500 元,買了一本 180 元的書,剩下的錢要買一枝 35 元的筆,最多可以買幾枝?

  1. 設買 x 枝,總花費不能超過 500 元:180 + 35x ≤ 500
  2. 35x ≤ 320,x ≤ 320/35,大約是 9.14
  3. x 是整數,所以最多 9 枝
  4. 檢查:買 9 枝花 180 + 315 = 495 元,不超過 500;買 10 枝要 530 元,超過了

答:最多 9 枝

例 2一份考卷 20 題,答對一題得 5 分,答錯或不答扣 1 分,至少要得 70 分,至少要答對幾題?

  1. 設答對 x 題,答錯或不答 20 − x 題
  2. 5x − (20 − x) ≥ 70
  3. 5x − 20 + x ≥ 70,6x ≥ 90,x ≥ 15
  4. 檢查:答對 15 題得 75 − 5 = 70 分,剛好達到;答對 14 題得 70 − 6 = 64 分,不夠

答:至少答對 15 題

例 3健身房有兩種方案:甲方案每次 150 元;乙方案月費 600 元,每次另收 50 元。一個月去幾次以上,乙方案比較便宜?

  1. 設一個月去 x 次,乙方案比較便宜:600 + 50x < 150x
  2. 600 < 100x,x > 6
  3. 次數是整數,所以去 7 次以上
  4. 檢查:去 6 次兩種都是 900 元;去 7 次甲 1050 元、乙 950 元,乙比較便宜

答:7 次以上

一元一次不等式和方程式的差別

一元一次不等式的解法幾乎和一元一次方程式一樣,差別只有兩個:解是一個範圍,要畫在數線上;乘除負數時不等號要反過來。最常見的錯就是 −x ≥ −1 直接寫成 x ≥ 1,忘了變號。為了避免這個錯,也可以把含 x 的項移到係數是正的那一邊,例如 3x − 3 ≥ 4x − 4 改寫成 −3 + 4 ≥ 4x − 3x,得到 1 ≥ x,結果一樣是 x ≤ 1。

加上絕對值的不等式在絕對值不等式;需要複習負數乘除的,可以看負數。

常見問題

不等號什麼時候要變號?

兩邊同乘或同除以負數的時候。例如 −3x ≤ 6,兩邊同除以 −3,變成 x ≥ −2。移項和同乘除正數都不用變號。

數線上什麼時候畫空心、什麼時候畫實心?

> 和 < 不包含分界的數,畫空心圓點;≥ 和 ≤ 包含分界的數,畫實心圓點。

一元一次不等式是幾年級學的?

108 課綱排在國中七年級,內容是不等式的意義、單一的一元一次不等式的解、在數線上標示解的範圍和應用問題。

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