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絕對值不等式

絕對值不等式就是裡面有絕對值的不等式,例如 |x − 2| ≤ 3。解題的祕訣是把絕對值想像成「距離」。|x − 2| ≤ 3 的意思是,x 到 2 的距離不能超過 3,所以 −1 ≤ x ≤ 5。那 |x − 2| > 3 呢?就是距離超過 3,解是 x < −1 或 x > 5。簡單記:小於型的解是中間那一段,大於型的解是左右兩邊。

108 課綱把絕對值方程式和絕對值不等式排在高一,國中不教。不過你在國一負數單元學過絕對值,知道它表示數線上的距離,也學過不含絕對值的一元一次不等式。把這兩樣東西合起來,就是你讀這頁需要的基礎。

先看重點

  • |x − a| ≤ b 表示 x 到 a 的距離不超過 b,解是 a − b ≤ x ≤ a + b。
  • |x − a| ≥ b 表示距離至少是 b,解是 x ≤ a − b 或 x ≥ a + b。
  • 看到 |x + 1|,要把它看成 |x − (−1)|。距離是從 −1 量起,不是從 1。
  • 如果 b 是負數,|x − a| < b 無解,|x − a| > b 所有實數都是解。

絕對值不等式是什麼,幾年級學

絕對值不等式就是不等式裡面有絕對值,像 |x| < 4、|x − 2| ≤ 3、|2x − 3| ≥ 5 這樣。因為 |x − a| 代表在數線上,x 這個點到 a 這個點的距離,所以這類題目其實是在問:哪些數離 a 的距離比 b 還近,或者比 b 還遠。

國一課程規定,絕對值只拿來表示數線上兩個點之間的距離,不教絕對值方程式和絕對值不等式,所以這是高一數與量課程的內容。高一主要學 |x − a| ≤ b 這種型式,會連到誤差範圍,例如產品標示的公差,並且開始用區間符號來寫不等式的解。

絕對值不等式公式

下面的公式都假設 b > 0。小於型是把絕對值拆成一個連續的不等式,大於型則是拆成兩個不等式,中間用「或」連接。

|x| < b−b < x < b離 0 的距離小於 b,解在中間一段
|x| > bx < −b 或 x > b離 0 的距離大於 b,解在兩邊
|x − a| ≤ ba − b ≤ x ≤ a + b以 a 為中心,左右各 b
|x − a| ≥ bx ≤ a − b 或 x ≥ a + b有等號代表端點也算在裡面
|px + q| < b−b < px + q < b,再解出 x如果 p 是負數,兩邊同時除以 p 時,不等號的方向要反過來

小於型:|x − 2| ≤ 3

把 2 當成中心點,往左走 3 格到 −1,往右走 3 格到 5。這一段中間的數字,到 2 的距離都不超過 3。因為不等式有等號,所以 −1 和 5 這兩個端點也是解,在數線上要畫實心點。

距離 3距離 3|x − 2| ≤ 3 的解:−1 ≤ x ≤ 5−3−2−101234567
|x − 2| ≤ 3 的解是 −1 ≤ x ≤ 5,兩端畫實心點

大於型:|x + 1| > 4

|x + 1| = |x − (−1)|,中心是 −1。往左走 4 格到 −5,往右走 4 格到 3。離 −1 超過 4 的數字在 −5 的左邊和 3 的右邊。因為沒有等號,端點不算,要畫空心點。

距離 4距離 4|x + 1| > 4 的解:x < −5 或 x > 3−7−6−5−4−3−2−1012345
|x + 1| > 4 的解是 x < −5 或 x > 3,兩端畫空心點

絕對值不等式解法例題

解題步驟:先把絕對值裡的東西整理成 x − a 的樣子。接著判斷它是小於型還是大於型。然後套用公式把它拆開。最後解出 x。如果需要的話,可以代一個數進去驗算。

例 1解 |x − 2| ≤ 3。

  1. 小於型:−3 ≤ x − 2 ≤ 3
  2. 三邊都加 2:−1 ≤ x ≤ 5

答:−1 ≤ x ≤ 5

例 2解 |x + 1| > 4。

  1. 大於型:x + 1 < −4 或 x + 1 > 4
  2. x < −5 或 x > 3

答:x < −5 或 x > 3

例 3解 |2x − 3| < 7。

  1. −7 < 2x − 3 < 7
  2. 三邊都加 3:−4 < 2x < 10
  3. 三邊都除以 2:−2 < x < 5

答:−2 < x < 5

例 4解 |5 − 2x| ≥ 1。

  1. 因為 |5 − 2x| = |2x − 5|,所以題目變成 |2x − 5| ≥ 1
  2. 2x − 5 ≤ −1 或 2x − 5 ≥ 1
  3. 2x ≤ 4 或 2x ≥ 6,x ≤ 2 或 x ≥ 3

答:x ≤ 2 或 x ≥ 3

例 5|x − 1| < 3 的整數解有幾個?

  1. −3 < x − 1 < 3,所以 −2 < x < 4
  2. 整數有 −1、0、1、2、3

答:5 個

例 6請你解出 |x + 3| ≤ 0 和 |x| < −2 的答案。

  1. 絕對值就像距離,長度不可能比 0 還小,所以 |x + 3| ≤ 0 只有一種可能就是 |x + 3| = 0,算出來 x = −3。
  2. 絕對值同樣不可能比 −2 還小,因為 −2 是負數,所以 |x| < −2 這個條件根本找不到符合的數字,也就是沒有解。

答:x = −3;|x| < −2 無解

用絕對值不等式表示誤差範圍

產品標示 50 ± 0.2 公釐,意思是實際長度和 50 公釐最多差 0.2 公釐,寫成絕對值不等式就是 |x − 50| ≤ 0.2。反過來,一個範圍的中點就是 a,範圍長度的一半就是 b。

例 1零件長度標示是 50 ± 0.2 公釐,請問合格的零件,它的長度 x 應該落在什麼範圍裡面?

  1. |x − 50| ≤ 0.2
  2. 50 − 0.2 ≤ x ≤ 50 + 0.2

答:49.8 ≤ x ≤ 50.2 公釐

例 2請把 49.5 ≤ x ≤ 50.5 這個範圍,改寫成用絕對值表示的不等式。

  1. 先算出正中間的位置,公式是 (49.5 + 50.5) ÷ 2 = 50,所以中點 a 就是 50。
  2. 再算出從中點到邊界的距離,公式是 (50.5 − 49.5) ÷ 2 = 0.5,這一半長度 b 就是 0.5。

答:|x − 50| ≤ 0.5

高一的區間寫法

到了高中,解不等式時會用特殊的符號來寫答案。方括號表示這個點包含在裡面,圓括號表示不包含。∞ 讀作無限大,因為沒有最大的數,所以它旁邊一定用圓括號。如果解出來有兩段分開的範圍,就用聯集符號 ∪ 把它們連起來。

不等式的解區間寫法數線上的端點
−1 ≤ x ≤ 5[−1, 5]兩端實心
−2 < x < 5(−2, 5)兩端空心
x ≥ 3[3, ∞)3 實心,往右延伸
x < −5 或 x > 3(−∞, −5) ∪ (3, ∞)−5 和 3 空心,往兩邊延伸

絕對值不等式常見的錯

  • 「大於型」不等式如果直接寫成 −3 > x − 2 > 3 是錯的。因為沒有哪一個數可以同時比 −3 小、又比 3 大。所以遇到這種情況,一定要拆成兩段來寫,中間用「或」字連接。
  • 把 |x + 1| 的中心當成 1:x + 1 = x − (−1),中心是 −1。
  • |5 − 2x| 直接拆開後除以 −2 忘了變號:最簡單的做法是先改寫成 |2x − 5|,絕對值裡面整體乘以 −1 不會改變絕對值。
  • 端點搞錯:有等號的 ≤、≥ 包含端點,畫實心點;沒有等號的 <、> 不包含端點,畫空心點。

先複習這些國中主題

要解絕對值不等式,需要用到三個國中數學的基本功:絕對值代表距離、正負數怎麼算,還有怎麼解一元一次不等式。如果覺得哪裡不熟,可以先回去複習一下。

  • 絕對值:絕對值的意義,還有數線上兩點之間的距離 |a − b|。
  • 負數:有負數的數線,還有正負數的加減乘除運算。
  • 正負數加減題目:這是要練習把絕對值拆開後,再做加減法的計算。
  • 一元一次不等式:如果不等式兩邊同時乘以或除以負數,不等號的方向要反過來。

常見問題

絕對值不等式怎麼解?

你可以把 |x − a| 想像成 x 到 a 的距離。|x − a| ≤ b 的解是 a − b ≤ x ≤ a + b;|x − a| ≥ b 的解是 x ≤ a − b 或 x ≥ a + b,這裡的 b 要是正數。

絕對值不等式是國中還是高中教的?

高中。108 課綱在國一只教我們用絕對值來表示數線上的距離,絕對值方程式和絕對值不等式要等到高一才學。

大於和小於的解有什麼不同?

小於型的解是以 a 為中心的一段,例如 |x − 2| < 3 的解是 −1 < x < 5;大於型的解是左右兩邊,例如 |x − 2| > 3 的解是 x < −1 或 x > 5。

|x| < −1 有解嗎?

沒有。絕對值一定大於或等於 0,不可能小於 −1。反過來 |x| > −1 對所有實數都成立。

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