不等式轉區間表示法計算機
將一元不等式轉換為正確的區間表示法,並準確標示開端點與閉端點。
轉換不等式
使用 x、比較符號與數值邊界,輸入簡單不等式或複合不等式。
關於不等式與區間表示法
不等式透過比較變數與一個或多個邊界來描述取值範圍。區間表示法則以有序端點簡潔地表達相同範圍。本計算機可將包含 x 與數值邊界的不等式轉換為區間表示法,支援 x 大於 3 這類單邊形式、3 小於 x 這類反向形式,以及負 2 小於 x 且 x 小於或等於 4 這類複合形式。空格可省略,既可使用鍵盤輸入的雙字元比較符號,也可使用單字元的小於等於或大於等於符號。
圓括號與方括號表示端點是否屬於解集。嚴格不等式不包含邊界,因此 x 大於 3 表示為 (3, 無窮大)。非嚴格不等式包含邊界,因此 x 大於或等於 3 表示為 [3, 無窮大)。有界區間的兩端需分別判斷。因此,負 2 小於 x 且 x 小於或等於 4,在負 2 處使用圓括號,在 4 處使用方括號,得到 (-2, 4]。
正無窮與負無窮代表延伸方向,而非可以取到的數,因此一律使用圓括號,不能使用方括號。即使不等式反向書寫,區間的有限端點仍須由小到大排列。例如,8 大於 x 且 x 大於或等於 1,表示從 1 開始到 8 為止、但不包含 8 的取值,區間為 [1, 8)。
區間表示法適用於代數、微積分預備課程、微積分、統計學及定義域分析。它讓聯集與交集更容易閱讀,也能在不重複書寫變數的情況下表明是否包含端點。在圖形上,圓括號對應數線上的空心端點,方括號對應實心端點。數線上的端點與標示範圍應與轉換後的區間一致。
本轉換器著重於由數值端點構成的單一連續區間。以「或」連接的式子可能形成區間聯集,需要分別轉換各分支。同樣地,代數式應先求解,將 x 單獨移至一側。若不等式兩邊乘以或除以負數,輸入最終不等式前必須反轉比較符號,才能確保區間代表真正的解集。
核對結果時,可代入一個邊界值與一個區間內部值。方括號表示邊界值必須滿足原式,圓括號則表示不滿足。接著確認區間內的一般取值符合所有比較條件。這種快速檢查能找出端點順序或括號使用錯誤,並加深對不等式、數線圖與區間表示法之間關係的理解。
不等式轉換範例
比較各不等式、等價區間與端點規則。
| 不等式 | 區間 | 端點規則 |
|---|---|---|
| x > 5 | (5, 無窮大) | 嚴格不等號表示不包含五。 |
| x <= 7 | (-無窮大, 7] | 非嚴格不等號表示包含七。 |
| -2 < x <= 4 | (-2, 4] | 左端點為開端點,右端點為閉端點。 |
| 8 > x >= 1 | [1, 8) | 端點重新按由小到大的順序排列。 |
如何將不等式轉換為區間表示法
- 將 x 單獨移至一側,輸入解出的一元不等式。
- 選擇「轉換為區間」,分析兩側的比較符號。
- 由小到大讀取結果中的端點。
- 確認嚴格不等號使用圓括號,包含等號的比較符號使用方括號。
不等式轉區間表示法常見問題
何時使用方括號?
當小於等於或大於等於符號表示包含有限端點時,使用方括號。方括號對應數線上的實心點。
何時使用圓括號?
嚴格比較不包含有限端點時,使用圓括號。無窮大也一律使用圓括號,因為它不是可以取到的端點。
不等式可以反向書寫嗎?
可以,支援 8 大於 x 這類寫法。不論原式方向為何,計算機都會將區間端點依遞增順序排列。
複合不等式代表什麼?
複合不等式將 x 限定在兩個邊界之間,每端各有一個比較條件。數值必須同時滿足兩個條件,才屬於該區間。
計算機可以解代數不等式嗎?
本工具僅轉換已將 x 單獨移至一側的不等式,不會化簡任意代數式。請先求解,並記得乘以或除以負數後要反轉不等號。