有限数学示例

$4 x^{2} + 4 x - 1 > 0$

解题步骤 1

把不等式转换成方程。

$4 x^{2} + 4 x - 1 = 0$

解题步骤 2

使用二次公式求解。

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

解题步骤 3

将 $a = 4$ 、 $b = 4$ 和 $c = - 1$ 的值代入二次公式中并求解 $x$ 。

$\frac{- 4 \pm \sqrt{4^{2} - 4 \cdot (4 \cdot - 1)}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4

化简。

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解题步骤 4.1

化简分子。

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解题步骤 4.1.1

对 $4$ 进行 $2$ 次方运算。

$x = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 - 4 \cdot 4 \cdot - 1}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.1.2

乘以 $- 4 \cdot 4 \cdot - 1$ 。

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解题步骤 4.1.2.1

将 $- 4$ 乘以 $4$ 。

$x = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 - 16 \cdot - 1}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.1.2.2

将 $- 16$ 乘以 $- 1$ 。

$x = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 + 16}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.1.3

将 $16$ 和 $16$ 相加。

$x = \frac{- 4 \pm \sqrt{32}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.1.4

将 $32$ 重写为 $4^{2} \cdot 2$ 。

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解题步骤 4.1.4.1

从 $32$ 中分解出因数 $16$ 。

$x = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 (2)}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.1.4.2

将 $16$ 重写为 $4^{2}$ 。

$x = \frac{- 4 \pm \sqrt{4^{2} \cdot 2}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.1.5

从根式下提出各项。

$x = \frac{- 4 \pm 4 \sqrt{2}}{2 \cdot 4}$

解题步骤 4.2

将 $2$ 乘以 $4$ 。

$x = \frac{- 4 \pm 4 \sqrt{2}}{8}$

解题步骤 4.3

化简 $\frac{- 4 \pm 4 \sqrt{2}}{8}$ 。

$x = \frac{- 1 \pm \sqrt{2}}{2}$

解题步骤 5

合并解集。

$x = - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}, - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$

解题步骤 6

使用每一个根建立验证区间。

$x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$

$- \frac{1 + \sqrt{2}}{2} < x < - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$

$x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$

解题步骤 7

从每个区间中选择一个测试值并将其代入原不等式中以判定哪些区间能满足不等式。

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解题步骤 7.1

检验区间 $x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 7.1.1

选择区间 $x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = - 4$

解题步骤 7.1.2

使用原不等式中的 $- 4$ 替换 $x$ 。

$4 {(- 4)}^{2} + 4 (- 4) - 1 > 0$

解题步骤 7.1.3

左边的 $47$ 大于右边的 $0$ ，即给定的命题恒为真命题。

True

解题步骤 7.2

检验区间 $- \frac{1 + \sqrt{2}}{2} < x < - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 7.2.1

选择区间 $- \frac{1 + \sqrt{2}}{2} < x < - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = 0$

解题步骤 7.2.2

使用原不等式中的 $0$ 替换 $x$ 。

$4 {(0)}^{2} + 4 (0) - 1 > 0$

解题步骤 7.2.3

左边的 $- 1$ 不大于右边的 $0$ ，即给定的命题是假命题。

False

解题步骤 7.3

检验区间 $x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 7.3.1

选择区间 $x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = 3$

解题步骤 7.3.2

使用原不等式中的 $3$ 替换 $x$ 。

$4 {(3)}^{2} + 4 (3) - 1 > 0$

解题步骤 7.3.3

左边的 $47$ 大于右边的 $0$ ，即给定的命题恒为真命题。

True

解题步骤 7.4

比较各区间以判定哪些区间能满足原不等式。

$x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$ 为真

$- \frac{1 + \sqrt{2}}{2} < x < - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 为假

$x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 为真

$x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$ 为真

$- \frac{1 + \sqrt{2}}{2} < x < - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 为假

$x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$ 为真

解题步骤 8

解由使等式成立的所有区间组成。

$x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}$ 或 $x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$

解题步骤 9

结果可以多种形式表示。

不等式形式：

$x < - \frac{1 + \sqrt{2}}{2} or x > - \frac{1 - \sqrt{2}}{2}$

区间计数法：

$(- \infty, - \frac{1 + \sqrt{2}}{2}) \cup (- \frac{1 - \sqrt{2}}{2}, \infty)$

解题步骤 10

有限数学 示例

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