区间

区间:所有在两个已知数之间的数。

例子:所有在 1 和 6 之间的数是个区间

所有的数?

对。所有在两个数值之间的实数

例子:2 到 4 的区间包括这些数:

2.1 2.1111 2.5 2.75 2.80001
π
7/2 3.7937

还有很多!

包括两端的数吗?

…… 可以包括 …… 也可以不包括 …… 需要说明!

例子:"大至 20千克的箱子是允许的"

如果你的箱子是刚好 20千克 …… 允许吗?

不清楚。

有三个方法来清楚说明:

不等式

不等式表达:

像这样:

例子:x ≤ 20

这样说:"x 小于或等于 20"

意思是:大至并包括 20

区间符号

以 "区间符号" 表达就是写出区间两端的数值,再用:

像这样:

区间符号

例子:(5, 12]

意思是从 5 到 12,包括 5,但包括 12

实数直线

实数直线表达,用粗线来代表包括的数值,并且:

像这样:

例子:

(0, 20)

意思是所有在 0 和 20 之间的数,不包括 0,但包括 20

 

三个方法在一起

这是三个方法放在一起的列表(区间是 1 到 2):

  从 1   到 2
  包括 1 包括 1   包括 2 包括 2
不等式: x ≥ 1
"大于
或等于"
x > 1
"大于"
 
  x < 2
"小于"
 
x ≤ 2
"小于
或等于"
实数直线: ≥1 >1   <2 ≤2
区间符号: [1 (1   2) 2]

 

例子:要包括 1不包括 2

不等式:

x ≥ 1 并且 x < 2

一起:1 x < 2

实数直线: ≥1<2
区间符号: [1, 2)

更多例子

例一、"没有比 ¥10贵的优惠活动"

意思是大至并包括 ¥10。

价钱应该大于 ¥0.00。

不等式表示:

价钱 ≤ 10 并且 > 0

一起写:

0 < 价钱 ≤ 10

实数直线上像这样:

(0, 10]

区间符号就是:

(0, 10]

 

 

例二、"参赛者年龄一定要从 14 到 18"岁

所以包括 14岁,并且"年龄是 18"岁就是大至但不包括 19岁。

用不等式就是这样:

14 ≤ 年龄 < 19

在实数直线上是:

[14, 19)

用区间符号就是:

[14, 19)

年龄是与别不同的。还没到 19岁生日,我们还是 18岁。虽然在 18½ 年后,最近的年数是 19,我们的年龄还是 18岁

开与闭

我们有时用"开" 与 "闭" 来显示是否包括端值:

(a, b)   a < x < b   开区间
[a, b)   a ≤ x < b   左闭右开区间
(a, b]   a < x ≤ b   左开右闭区间
[a, b]   a ≤ x ≤ b   闭区间

这些都是有限区间。也有无限区间。

到(但不超越)无穷大!

我们时常在区间符号中使用无穷大

无穷大不是个实数,这里它的意思是 "无限延续 ……"

例子:x 大于或等于 3:

[3, +∞)

[3, 无穷大)

注意我们在无穷大的一端用圆括号,因为我们不能达到无穷大!

有 4个 "单侧无界"区间:

区间   不等式    
(a, +∞)   x > a   "大于 a"
[a, +∞)   x ≥ a   "大于或等于 a"
(-∞, a)   x < a   "小于 a"
(-∞, a]   x ≤ a   "小于或等于 a"

也可以有双侧无界区间:(-∞, +∞)

两个区间

可以有两个(或以上)区间。

例子:x ≤ 2 或 x >3

在实数直线上像这样:

两个区间

区间符号像这样:

(-∞, 2]  U  (3, +∞)

"U" 的意思是两个集合的并集。


注意:要小心这样的两个区间。
不要把它们写成一行:

2 ≥ x > 3 错 错!

这是荒谬的(不能同时小于 2 及大于 3)。

并集与交集

上面我们用了 "并集"(符号是 )。

也有 "交集",意思是 "在一个且在另一个"。就是:"两个集的重叠部分"。

交集符号是倒转的英语大写字母 "U":

例子:(-∞, 6]  ∩ (1, ∞)

第一个区间是 6和以下(包括 6)

第二个区间是 1 以上(但不包括 1).

区间交集

这两个区间的交集(重叠)是从 1 到 6(不包括 1,但包括 6):

(1, 6]

 

结论

 

 

 

脚注:几何、代数和集合

你可能没有注意到 …… 我们在一个区间的课题里应用了:

数学是个大家庭!