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输入计算

数学公式

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结果

解集
(-2, 8)
满足该不等式的 x 取值
下边界值 -2
上边界值 8

这个计算器能做什么

本工具用于求解绝对值不等式,标准形式为 \(|ax + b|\) 与 \(c\) 进行比较,比较符号可以是 <、≤、> 或 ≥。只需输入系数 \(a\)、括号内常数 \(b\)、不等号类型以及右边的数值 \(c\),计算器就会给出精确的解集区间及其边界点。

使用方法

选取相应数值,使你的不等式与 \(|ax + b|\;?\;c\) 对应。例如,\(|2x - 4| \le 6\) 表示 \(a = 2\),\(b = -4\),类型选 "≤",\(c = 6\)。提交表单即可查看解集区间。其中方括号 [ ] 表示端点包含在内(对应 ≤ 或 ≥),圆括号 ( ) 表示端点不包含(对应 < 或 >)。

公式原理

绝对值衡量的是某个数到零的距离,因此它永远不会为负。对于"小于"型不等式,\(|ax+b| < c\) 意味着该表达式与零的距离在 \(c\) 以内,于是可以化为复合不等式

$$|ax+b| < c \;\Longrightarrow\; -c < ax+b < c$$

解出 \(x\) 后会得到一个有界的单一区间:

$$|ax+b| < c \;\Longleftrightarrow\; \frac{-c-b}{a} < x < \frac{c-b}{a}$$

对于"大于"型不等式,表达式与零的距离必须大于 \(c\),因此会拆分成两条射线:

$$|ax+b| > c \;\Longleftrightarrow\; x < \tfrac{-c-b}{a}\ \text{or}\ x > \tfrac{c-b}{a}$$

最终得到两个区间的并集。特殊情况:若 \(c\) 为负数,"小于"型不等式无解,而"大于"型不等式则对所有实数都成立。

数轴显示大于型绝对值不等式向外延伸的两条射线
当 \(|ax+b| > c\) 时,解是从边界点向外延伸的两条射线(即“或”/析取的情形)。
数轴显示小于型绝对值不等式在 -c 与 c 之间的解区间
当 \(|ax+b| < c\) 时,解是两个边界点之间的区间(即“且”/合取的情形)。

实例演算

求解 \(|2x - 4| \le 6\)。这里 \(a = 2\),\(b = -4\),\(c = 6\)。先改写为:

$$-6 \le 2x - 4 \le 6$$

两边同时加 4:

$$-2 \le 2x \le 10$$

两边同时除以 2:

$$-1 \le x \le 5$$

因此解集是闭区间 \([-1, 5]\)。

关键术语与符号

绝对值 \(|u|\)
数字在数轴上距离零的距离,总是非负的。例如 \(|-3| = 3\) 和 \(|5| = 5\)。因为它是一个距离,所以对于 \(u\) 的每个值都有 \(|u| \ge 0\)。
边界点
\(x\) 的一个值,其中绝对值表达式恰好等于 \(c\) — 解与非解之间的分界点。通过求解相关方程 \(|ax+b| = c\) 来找到。
开区间
一个包括其端点的区间,用于严格不等式 (\(<, >\))。用圆括号写成,例如 \((-1, 5)\)。
闭区间
一个确实包括其端点的区间,用于包含不等式 (\(\le, \ge\))。用方括号写成,例如 \([-1, 5]\)。
方括号 \([\;]\) 与圆括号 \((\;)\)
方括号表示端点是解的一部分 (\(\le\) 或 \(\ge\));圆括号表示端点被排除 (\(<\) 或 \(>\))。无穷大总是使用圆括号。
并集 \(\cup\)
将两个单独的集合合并为一个解。一个"大于"绝对值不等式产生两条射线的并集,例如 \((-\infty,-1)\cup(5,\infty)\)。
合取("且")与析取("或")
一个合取要求两个条件同时成立并产生单个有界区间("\(<\)" 情况)。一个析取只要求一个条件成立并产生两条射线的并集("\(>\)" 情况)。
系数 \(a\)、\(b\)、\(c\)
在 \(|ax+b| \;\square\; c\) 中:\(a\) 是在竖杠内乘以 \(x\) 的系数,\(b\) 是在竖杠内加的常数,\(c\) 是右侧绝对值要比较的值。

常见问题

如果 \(a\) 是负数怎么办? 计算器会自动处理这种情况,把两个边界值从小到大排序,所以区间结果始终是正确的。

为什么 \(|ax+b| < 0\) 无解? 因为绝对值永远不会为负,所以它绝不可能小于一个负数(或小于 0)。

∪ 符号是什么意思? 它是并集符号,表示答案由两个相互独立的区间合并而成,"大于"型不等式就会出现这种情况。

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