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一元一次不等式

一元一次不等式就是只有一個未知數,而且未知數的次方是 1 的式子,中間用 >、<、≥、≤ 這些符號連起來,例如 2x − 1 > 5。解它的步驟跟一元一次方程式差不多:先把數字移項得到 2x > 6,再兩邊同除以 2,就得到 x > 3。不過有一點要特別小心,就是兩邊同乘或同除以負數的時候,不等號的方向要反過來。

方程式的解通常只有一個數,但不等式的解是一整個範圍。x > 3 代表所有比 3 大的數都是解,例如 3.5、4、100,所以我們要把這些解畫在數線上表示出來。108 課綱把一元一次不等式排在國一學,它屬於國中數學的代數單元。

先看重點

  • > 代表大於、< 代表小於、≥ 代表大於或等於、≤ 代表小於或等於。
  • 兩邊同加、同減一個數,或者同乘、同除以正數,不等號的方向不會改變。
  • 兩邊同乘或同除以負數,不等號的方向要反過來,例如 −3x ≤ 6 變成 x ≥ −2。
  • 畫在數線上時:> 和 < 要畫空心圓點,≥ 和 ≤ 要畫實心圓點。

不等號的意思和題目常見說法

做應用題時,題目很少直接寫大於或小於,而是用「至少」、「不超過」這類比較口語的說法。我們要先在腦中把這些文字翻成數學符號,這樣列式就不會出錯。另外,等號有沒有包含在內,決定了畫在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

平常我們說的「3 以上」、「3 以下」,都是包含 3 本身的;但「未滿 3」就不包含 3 了。

不等式的性質:什麼時候要變號

解不等式時,也可以像解方程式一樣,兩邊同時做一樣的事,但乘或除負數是例外。我們用數字試試看就懂:3 > 1,如果兩邊同時乘以 −1,就會得到 −3 和 −1。此時 −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因為不等號方向沒有變,所以移項時照樣要變號。
同乘或同除以正數若 a > b 且 c > 0,則 ac > bc,a ÷ c > b ÷ c不等號方向沒有變。
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,所以我們用數線來表示。先在數線上找到分界的數,判斷要不要包含它:不包含就畫空心圓點,包含就畫實心圓點;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. 兩邊同時除以正數 2,不等號的方向不用變:x > 3
  3. 檢查一下:如果 x = 4,算出來 2 × 4 − 1 = 7,7 > 5 是成立的;如果 x = 3,算出來 2 × 3 − 1 = 5,可是 5 > 5 是不成立的,所以 3 這個數不能算在裡面

答:x > 3

例 2解 −3x + 4 ≤ 10

  1. 移項:−3x ≤ 10 − 4 = 6
  2. 兩邊同時除以負數 −3,這時候不等號要反過來:x ≥ 6 ÷ (−3) = −2
  3. 檢查一下:如果 x = −2,算出來 −3 × (−2) + 4 = 10,10 ≤ 10 是成立的;如果 x = 0,算出來 4 ≤ 10 也是成立的;如果 x = −3,算出來 13 ≤ 10 就不成立了

答:x ≥ −2

例 3解 (x − 1)/2 ≥ (2x + 1)/3 − 1

  1. 我們把不等式兩邊都乘以 6,因為 6 是正數,所以不等號的方向不用變:3(x − 1) ≥ 2(2x + 1) − 6
  2. 把括號打開:3x − 3 ≥ 4x + 2 − 6,整理一下變成 3x − 3 ≥ 4x − 4
  3. 把含 x 的項移到一邊,常數移到另一邊:3x − 4x ≥ −4 + 3,算出來是 −x ≥ −1
  4. 兩邊同時乘以 −1,因為乘的是負數,不等號要反過來:x ≤ 1
  5. 檢查一下:當 x = 1 時,左邊是 0,右邊是 3/3 − 1 = 0,0 ≥ 0 是成立的;當 x = 2 時,左邊是 1/2,右邊是 5/3 − 1 = 2/3,1/2 ≥ 2/3 是不成立的

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

解完應用題後,常常要回頭看看題目有沒有特別規定。比如說買東西的枝數、答對的題數,這些都只能是整數。如果你解出 x ≤ 9.1 這種範圍,就要再從裡面找出符合條件的整數。

例 1小明口袋裡有 500 元。他先花 180 元買了一本書,剩下的錢想拿來買每枝 35 元的筆。請問他最多可以買幾枝?

  1. 我們假設他買了 x 枝筆。因為他總共只有 500 元,所以買書的錢加上買筆的錢,總額不能超過 500 元。寫成算式就是:180 + 35x ≤ 500
  2. 35x ≤ 320,x ≤ 320/35,大約是 9.14
  3. 因為筆是一枝一枝買的,不能買半枝,所以 x 必須是整數。這樣看,最多只能買 9 枝
  4. 我們來檢查一下:如果買 9 枝,總共要花 180 + 315 = 495 元,沒有超過 500 元;但如果買 10 枝,就要花 530 元,錢就不夠了

答:最多 9 枝

例 2有一份考卷,上面有 20 題。每答對一題可以得到 5 分,答錯或不作答會扣 1 分。如果小明想拿到 70 分或更高的分數,他至少要答對幾題?

  1. 假設你答對了 x 題,那麼答錯或沒有答的題數就是 20 − x 題。
  2. 5x − (20 − x) ≥ 70
  3. 5x − 20 + x ≥ 70,6x ≥ 90,x ≥ 15
  4. 我們來檢查一下:如果答對 15 題,得分是 75 − 5 = 70 分,剛好達標;如果只答對 14 題,得分是 70 − 6 = 64 分,就不夠了。

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. 假設一個月去 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?

如果算式裡有 > 或 <,代表不包含那個剛好分界的數字,所以在數線上要畫一個空心的圓點。如果算式裡有 ≥ 或 ≤,代表包含那個分界的數字,所以要畫一個實心的圓點。

一元一次不等式是幾年級學的?

在 108 課綱裡,這個主題是排在國中七年級學的。內容會教你不等式是什麼意思、怎麼解只有一個未知數的一次不等式、怎麼在數線上畫出答案的範圍,還有怎麼用這些知識解決生活中的問題。

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