אי-שוויון (טענה ששני ערכים אינם שווים או שאחד גדול מהשני) יכול להופיע בשתי צורות עיקריות. האחת היא a\neq b, שמשמעותה שהערכים שונים. השנייה היא אי-שוויון חזק (strict), כמו a>b, שמשמעותו שאחד גדול מהשני. יש גם אי-שוויון חלש (weak), כמו a\le b, שבו אחד גדול או שווה לשני.
על הישר הממשי יש יחס סדר ליניארי (כל שני מספרים שונים ניתנים להשוואה וזהירות מי גדול). אפשר לחלק מספרים לחיוביים (גדולים מאפס) ולשליליים (קטנים מאפס). בפעולות על אי-שוויונות חשובים כמה חוקים פשוטים:
- אם a
- אם a0 אז adbd. (כפל במספר חיובי שומר, בכפל בשלילי הופך.)
- אם a\neq 0 אז a^2>0. (הריבוע של מספר שאינו אפס הוא חיובי.)
איבר האפס חשוב כי כפל באפס מנטרל. כשמכפילים באגף בגודל שהסימן שלו אינו ידוע, יש לבדוק בנפרד את המקרים d>0 ו-d<0 כדי להבטיח ששמרנו את האי-שוויון.
ממה שנאמר ונוסף על טרנזיטיביות (אם a0 ו-c>0 אז ac>0.
מערכות של אי-שוויונות ליניאריים מתקבלות כשיש כמה אי-שוויונות עם משתנים. גאומטרית, כל אי-שוויון חותך את המרחב לחצי-מרחב (האזור שמעל או מתחת לשוויון). מערכת כזו מגדירה פאון (polyhedron), רצף של חצי-מרחבים שחופפים. הפאון יכול להיות חסום או לא חסום, ואפשר גם שלא יהיה פתרון בכלל. בעיות שמחפשות את הערכים הטובים ביותר תחת אי-שוויונות כאלה שייכות לתכנון ליניארי (linear programming).
קיים תנאי אלגברי שמבטא מתי מערכת אי-שוויונות מסוג \sum_j a_{ij} x_j>0 (ל-i=1..m) אין לה פתרון: חייב להיות צירוף ליניארי עם מקדמים לא שליליים b_i, שאינו טריוויאלי, שהופך את שילוב האי-שוויונות לשוויון אפס. זהו עניין חשוב בקשר בין מבנה המערכת לבין הימצאות פתרון.
היחס המוגדר על הממשיים הופך את השדה לסדור (ordered field). אותן סימונים וחוקים של יחס סדר על הממשיים חלים גם בכל שדה סדור אחר.
אי-שוויון הוא דרך לומר ש־שני מספרים לא שווים או שאחד גדול מהשני. אם כותבים a>b זה אומר a גדול מ-b. אם כותבים a\le b זה אומר a גדול או שווה ל-b.
יש כמה כללים קלים לעבודה עם אי-שוויונות:
- אם a
- אם מכפילים את שני הצדדים במספר חיובי, הכיוון נשאר אותו הדבר.
- אם מכפילים במספר שלילי, הכיוון הופך. (שלילי = פחות מ-0.)
- אם מספר לא אפס והכופלים אותו בעצמו (ריבוע, כלומר a\times a), התוצאה חיובית. (ריבוע = הכפלה של המספר בעצמו.)
אם לא יודעים אם המספר שמשתמשים בו חיובי או שלילי, צריך לבדוק שני המקרים בנפרד.
כשיש כמה אי-שוויונות עם משתנים, כל אחד חותך את המרחב לחצי. המקום שבו כל האי-שוויונות מתקיימים יחד הוא צורה שנקראת פאון. לפעמים אין אף מקום שמקיים את כולם. בעיות של חיפוש הערך הטוב ביותר בתוך אזור כזה נקראות תכנון ליניארי.
אותם חוקים נכונים גם בשדות מספרים אחרים שיש בהם סדר. שדה כזה נקרא שדה סדור. זה כמו מערכת מספרים שבה אפשר לומר מי גדול ומי קטן.
תגובות גולשים