精确求解不等式 3x−2x−1≤4x+2.\frac{3x-2}{x-1} \le \frac{4}{x+2}. 由此求解 3∣x∣−2∣x∣−1≤4∣x∣+2.\frac{3|x|-2}{|x|-1} \le \frac{4}{|x|+2}.

  1. (a)

    3x−2x−1≤4x+2.\frac{3x-2}{x-1} \le \frac{4}{x+2}.

  2. (b)

    由此求解

    3∣x∣−2∣x∣−1≤4∣x∣+2.\frac{3|x|-2}{|x|-1} \le \frac{4}{|x|+2}.

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完整解法

1(a)

1. Rearrange the inequality to have zero on one side and combine the terms into a single algebraic fraction.

3x−2x−1−4x+2≤0\frac{3x-2}{x-1} - \frac{4}{x+2} \le 0
(3x−2)(x+2)−4(x−1)(x−1)(x+2)≤0\frac{(3x-2)(x+2) - 4(x-1)}{(x-1)(x+2)} \le 0

2. Expand and simplify the numerator.

(3x2+6x−2x−4)−4x+4(x−1)(x+2)≤0\frac{(3x^2 + 6x - 2x - 4) - 4x + 4}{(x-1)(x+2)} \le 0
3x2+4x−4−4x+4(x−1)(x+2)≤0\frac{3x^2 + 4x - 4 - 4x + 4}{(x-1)(x+2)} \le 0
3x2(x−1)(x+2)≤0\frac{3x^2}{(x-1)(x+2)} \le 0

3. Determine the critical values and solve the inequality using a sign test.

The critical values are x=−2x = -2, x=0x = 0, and x=1x = 1.
Since x−1x-1 and x+2x+2 are in the denominator, the expression is undefined at x=1x = 1 and x=−2x = -2.
Testing the sign of 3x2(x−1)(x+2)\frac{3x^2}{(x-1)(x+2)} in the intervals between critical values:

  • For x<−2x < -2: positive (++)
  • For −2<x<0-2 < x < 0: negative (−-)
  • At x=0x = 0: zero (00)
  • For 0<x<10 < x < 1: negative (−-)
  • For x>1x > 1: positive (++)

Thus, the inequality ≤0\le 0 is satisfied for −2<x<1-2 < x < 1.

答案

−2<x<1-2 < x < 1

1(b)

1. Substitute $|x|$ for $x$ using the solution from part (a).

To use the 'Hence' command, we first recall the solution to part (a).
Solving 3x−2x−1≤4x+2\frac{3x-2}{x-1} \le \frac{4}{x+2} gives:
−2<x<1-2 < x < 1
Substituting ∣x∣|x| for xx in the inequality, we get:
−2<∣x∣<1-2 < |x| < 1

2. Solve the resulting modulus inequality for $x$.

Since the absolute value ∣x∣|x| is always non-negative (∣x∣≥0|x| \ge 0), the left part of the inequality (−2<∣x∣-2 < |x|) is always satisfied for all real xx.
Therefore, we only need to consider the right part:
∣x∣<1|x| < 1
This gives the solution:
−1<x<1-1 < x < 1

答案

−1<x<1-1 < x < 1

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