高中數學|互動式觀念理解

把「不等式」看懂,
而不是只背公式。

從數線、移項、乘除號方向,到一元二次不等式、絕對值不等式與基本不等式,透過圖像、步驟拆解與即時練習,建立真正可應用的解題概念。

今日核心概念
a > b ⟹ a + c > b + c
若 c < 0,則 ac < bc
6
核心單元
4
互動練習
1
數線視覺化

1. 不等式到底在表達什麼?

不等式描述「大小關係」,重點不是算出唯一答案,而是找出一整段符合條件的數。

符號

四種基本符號

a > b a < b a ≥ b a ≤ b

「>、<」不包含等號;「≥、≤」包含端點。

數線

答案通常是一段區間

例如 x ≥ 2,代表 2 以及所有比 2 大的數。

2
關鍵規則

乘除負數要反向

−2x > 6 ⟹ x < −3
這是高中不等式最常見的失分點之一。

2. 常見不等式類型

點選不同主題,快速比較各類型的解題核心。

一元一次不等式

目標是把 x 單獨留下。加減同一數不改變方向;乘除負數時,符號必須反向。

3x − 5 ≤ 10 ⟹ 3x ≤ 15 ⟹ x ≤ 5

一元二次不等式

先整理成 f(x) > 0 或 f(x) < 0,再找零點,最後用拋物線開口或號誌法判斷區間。

(x−2)(x+1) < 0 ⟹ −1 < x < 2

絕對值不等式

|x−a| 可以理解成「x 與 a 的距離」。因此距離小於 r,代表落在 a 左右 r 的範圍內。

|x−3| < 2 ⟹ 1 < x < 5

基本不等式 AM-GM

對正數 a,b,有算術平均 ≥ 幾何平均;等號成立於 a=b。

(a+b)/2 ≥ √(ab)

3. 例題:解二次不等式

解:x² − x − 6 ≤ 0

因式分解
x² − x − 6 = (x−3)(x+2)
找臨界點
x = −2、3,把數線切成三段。
判斷正負
拋物線開口向上,因此兩根之間函數值 ≤ 0。
寫答案
−2 ≤ x ≤ 3
技巧:二次不等式不要急著「移項除掉 x」,應先看成一個函數的正負問題。

4. 立即練習

點選答案後會立即顯示回饋。

Q1. 解不等式:−3x > 12
Q2. |x−5| < 3 的解為何?
Q3. (x−1)(x−4) < 0 的解為何?
Q4. 若 a,b > 0,AM-GM 的等號何時成立?

5. 高次不等式:從因式分解到號誌法

核心流程:移到同一邊 → 因式分解 → 找零點 → 依零點切區間 → 判斷各區間正負。

觀念 1

先化成乘積

x³ − 4x > 0
⟹ x(x−2)(x+2) > 0

零點為 −2、0、2,將數線切成四個區間。

觀念 2

奇數重根會變號

(x−1)³(x+2) < 0

x=1 是三重根,通過此點時符號會改變。

觀念 3

偶數重根不變號

(x−1)²(x+3) ≥ 0

x=1 是二重根,通過此點時乘積正負不會改變。

範例:解 x(x−1)(x+2) ≥ 0

零點
x = −2、0、1。
切區間
(−∞,−2)、(−2,0)、(0,1)、(1,∞)。
判斷符號
最高次項係數為正,最右側先為正;每通過一個單根就變號。
答案
[−2,0] ∪ [1,∞)

6. 分式不等式:分母不能為 0

分式不等式不能直接「交叉相乘」而忽略分母正負。最安全的方法仍是:移到同一邊 → 因式分解 → 找臨界點 → 號誌法。

第一步

移到同一邊

(x+1)/(x−2) > 0

分子零點 x=−1;分母零點 x=2。

第二步

分母零點永遠排除

x ≠ 2

即使題目是 ≥ 或 ≤,分母為 0 的點也不能包含。

第三步

號誌法判斷區間

(x+1)/(x−2) > 0
⟹ x<−1 或 x>2
常見錯誤:看到 (x+1)/(x−2) > 0 就直接乘以 x−2。因為不知道 x−2 的正負,不能直接決定不等號方向。

7. 高次不等式與分式不等式題庫

共 12 題:高次不等式 6 題+分式不等式 6 題,包含基礎與進階題型。

高次 1|x(x−2)(x+1) > 0 的解為何?
高次 2|(x−1)(x+2)(x−3) ≤ 0 的解為何?
高次 3|(x−2)²(x+1) < 0 的解為何?
高次 4|x⁴−5x²+4 ≥ 0 的解為何?
高次 5|(x+1)³(x−2)² > 0 的解為何?
高次 6|x³−x²−4x+4 < 0 的解為何?
分式 1|(x+1)/(x−2) > 0 的解為何?
分式 2|(x−3)/(x+2) ≤ 0 的解為何?
分式 3|(x−1)(x+3)/(x−2) > 0 的解為何?
分式 4|(x+2)/(x−1) ≥ 1 的解為何?
分式 5|1/(x−2) < 1/(x+1) 的解為何?
分式 6|(x²−4)/(x−1) ≤ 0 的解為何?