В нестрогом неравенстве x≥a или x≤a точка a — с квадратной скобкой.
Бесконечность и минус бесконечность в любом неравенстве всегда записываются с круглой скобкой.
Если обе скобки в записи круглые, числовой промежуток называется открытым. Концы открытого промежутка не являются решением неравенства и не включаются в ответ.
Конец промежутка с квадратной скобкой включается в ответ.
Запись промежутка всегда ведётся слева направо, от меньшего — к большему.
Решение простейших линейных неравенств схематически можно представить в виде схемы:
Рассмотрим примеры решения простейших линейных неравенств.
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">
Читают: «икс больше двенадцати».
Решение
:
Неравенство нестрогое, на числовой прямой 12 изображаем выколотой точкой.
К знаку неравенства мысленно пририсовываем стрелочку: —>. Стрелочка указывает, что от 12 штриховка уходит вправо, к плюс бесконечности:
Так как неравенство строгое и точка x=12 выколотая, в ответ 12 записываем с круглой скобкой.
Читают: «икс принадлежит открытому промежутку от двенадцати до бесконечности».
Читают: «икс больше минус трёх целых семи десятых»
Решение
:
Неравенство нестрогое, поэтому -3,7 на числовой прямой изображаем закрашенной точкой. Мысленно пририсовываем к знаку неравенства стрелочку: —≥. Стрелочка направлена вправо, поэтому штриховка от -3,7 идёт вправо, на бесконечность:
Так как неравенство нестрогое и точка x= -3,7 закрашенная, -3,7 в ответ записываем с квадратной скобкой.
Читают: «икс принадлежит промежутку от минус трёх целых семи десятых до бесконечности, включая минус три целых семь десятых».
Читают: «икс меньше нуля целых двух десятых» (или «икс меньше чем нуль целых две десятых»).
Решение
:
Неравенство строгое, 0,2 на числовой прямой изображаем выколотой точкой. К знаку неравенства мысленно пририсовываем стрелочку: <—. Стрелочка подсказывает, что от 0,2 штриховка уходит влево, к минус бесконечности:
Неравенство строгое, точка выколотая, 0,2 — с круглой скобкой.
Читают: «икс принадлежит открытому промежутку от минус бесконечности до нуля целых двух десятых».
Читают: «икс меньше либо равен пяти».
Решение
:
Неравенство нестрогое, на числовой прямой 5 изображаем закрашенной точкой. К знаку неравенства мысленно пририсовываем стрелочку: ≤—. Направление штриховки — влево, к минус бесконечности:
Неравенство нестрогое, точка закрашенная, 5 — с квадратной скобкой.
Читают: «икс принадлежит промежутку от минус бесконечности до пяти, включая пять».
Рубрика:
|
С неравенствами мы познакомились в школе, где применяем числовые неравенства. В данной статье рассмотрим свойства числовых неравенств, не которых строятся принципы работы с ними.
Свойства неравенств аналогичны свойствам числовых неравенств. Будут рассмотрены свойства, его обоснования, приведем примеры.
Числовые неравенства: определение, примеры
При введении понятия неравенства имеем, что их определение производится по виду записи. Имеются алгебраические выражения, которые имеют знаки ≠ , < , > , ≤ , ≥ . Дадим определение.
Определение 1
Числовым неравенством
называют неравенство, в записи которого обе стороны имеют числа и числовые выражения.
Числовые неравенства рассматриваем еще в школе после изучения натуральных чисел. Такие операции сравнения изучаются поэтапно. Первоначальные имею вид 1 < 5 , 5 + 7 > 3 . После чего правила дополняются, а неравенства усложняются, тогда получаем неравенства вида 5 2 3 > 5 , 1 (2) , ln 0 . 73 - 17 2 < 0 .
Свойства числовых неравенств
Чтобы правильно работать с неравенствами, необходимо использовать свойства числовых неравенств. Они идут из понятия неравенства. Такое понятие задается при помощи утверждения, которое обозначается как «больше» или «меньше».
Определение 2
- число a больше b , когда разность a - b – положительное число;
- число a меньше b , когда разность a - b – отрицательное число;
- число a равно b , когда разность a - b равняется нулю.
Определение используется при решении неравенств с отношениями «меньше или равно», «больше или равно». Получаем, что
Определение 3
- a больше или равно b , когда a - b является неотрицательным числом;
- a меньше или равно b , когда a - b является неположительным числом.
Определения будут использованы при доказательствах свойств числовых неравенств.
Основные свойства
Рассмотрим 3 основные неравенства. Использование знаков < и > характерно при свойствах:
Определение 4
- антирефлексивности
, которое говорит о том, что любое число a из неравенств a < a и a > a считается неверным. Известно, что для любого a имеет место быть равенство a − a = 0 , отсюда получаем, что а = а. Значит, a < a и a > a неверно. Например, 3 < 3 и - 4 14 15 > - 4 14 15 являются неверными.
- ассиметричности
. Когда числа a и b являются такими, что a < b , то b > a , и если a > b , то b < a . Используя определение отношений «больше», «меньше» обоснуем его. Так как в первой части имеем, что a < b , тогда a − b является отрицательным числом. А b − a = − (a − b) положительное число, потому как число противоположно отрицательному числу a − b . Отсюда следует, что b > a . Аналогичным образом доказывается и вторая его часть.
Пример 1
Например, при заданном неравенстве 5 < 11 имеем, что 11 > 5 , значит его числовое неравенство − 0 , 27 > − 1 , 3 перепишется в виде − 1 , 3 < − 0 , 27 .
Перед тем, как перейти к следующему свойству, заметим, что при помощи ассиметричности можно читать неравенство справа налево и наоборот. Таким образом, числовое неравенство можно изменять и менять местами.
Определение 5
- транзитивности
. Когда числа a , b , c соответствуют условию a < b и b < c , тогда a < c , и если a > b и b > c , тогда a > c .
Доказательство 1
Первое утверждение можно доказать. Условие a < b и b < c означает, что a − b и b − c являются отрицательными, а разность а - с представляется в виде (a − b) + (b − c) , что является отрицательным числом, потому как имеем сумму двух отрицательных a − b и b − c . Отсюда получаем, что а - с является отрицательным числом, а значит, что a < c . Что и требовалось доказать.
Аналогичным образом доказывается вторая часть со свойством транизитивности.
Пример 2
Разобранное свойство рассматриваем на примере неравенств − 1 < 5 и 5 < 8 . Отсюда имеем, что − 1 < 8 . Аналогичным образом из неравенств 1 2 > 1 8 и 1 8 > 1 32 следует, что 1 2 > 1 32 .
Числовые неравенства, которые записываются с помощью нестрогих знаков неравенства, обладают свойством рефлексивности, потому как a ≤ a и a ≥ a могут иметь случай равенства а = а. им присуща ассиметричность и транзитивность.
Определение 6
Неравенства, имеющие в записи знаки ≤ и ≥ , имеют свойства:
- рефлексивности a ≥ a и a ≤ a считаются верными неравенствами;
- антисимметричности, когда a ≤ b , тогда b ≥ a , и если a ≥ b , тогда b ≤ a .
- транзитивности, когда a ≤ b и b ≤ c , тогда a ≤ c , а также, если a ≥ b и b ≥ c , то тогда a ≥ c .
Доказательство производится аналогичным образом.
Другие важные свойства числовых неравенств
Для дополнения основных свойств неравенств используются результаты, которые имеют практическое значение. Применяется принцип метода оценка значений выражений, на которых и базируются принципы решения неравенств.
Данный пункт раскрывает свойства неравенств для одного знака строгого неарвенства. Аналогично производится для нестрогих. Рассмотрим на примере, сформулировав неравенство если a < b и c являются любыми числами, то a + c < b + c . Справедливыми окажутся свойства:
- если a > b , то a + c > b + c ;
- если a ≤ b , то a + c ≤ b + c ;
- если a ≥ b , то a + c ≥ b + c .
Для удобного представления дадим соответствующее утверждение, которое записывается и приводятся доказательства, показываются примеры использования.
Определение 7
Прибавление или вычисления числа к обеим сторонам. Иначе говоря, когда a и b соответствуют неравенству a < b , тогда для любого такого числа имеет смысл неравенство вида a + c < b + c .
Доказательство 2
Чтобы доказать это, необходимо, чтобы уравнение соответствовало условию a < b . Тогда (a + c) − (b + c) = a + c − b − c = a − b . Из условия a < b получим, что a − b < 0 . Значит, (a + c) − (b + c) < 0 , откуда a + c < b + c . Множество действительных числе могут быть изменены с помощью прибавления противоположного числа – с.
Пример 3
К примеру, если обе части неравенства 7 > 3 увеличиваем на 15 , тогда получаем, что 7 + 15 > 3 + 15 . Это равно 22 > 18 .
Определение 8
Когда обе части неравенства умножить или разделить на одно и то же число c , получим верное неравенство. Если взять число c отрицательным, то знак поменяется на противоположный. Иначе это выглядит так: для a и b неравенство выполняется, когда a < b и c являются положительными числами, то a· c < b · c , а если v является отрицательным числом, тогда a · c > b · c .
Доказательство 3
Когда имеется случай c > 0 , необходимо составить разность левой и правой частей неравенства. Тогда получаем, что a · c − b · c = (a − b) · c . Из условия a < b , то a − b < 0 , а c > 0 , тогда произведение (a − b) · c будет отрицательным. Отсюда следует, что a · c − b · c < 0 , где a · c < b · c . Другая часть доказывается аналогичным образом.
При доказательстве деление на целое число можно заменить умножением на обратное заданному, то есть 1 c . Рассмотрим пример свойства на определенных числах.
Пример 4
Разрешено обе части неравенства 4 < 6 умножаем на положительное 0 , 5 , тогда получим неравенство вида − 4 · 0 , 5 < 6 · 0 , 5 , где − 2 < 3 . Когда обе части делим на - 4 , то необходимо изменить знак неравенства на противоположный. отсюда имеем, что неравенство примет вид − 8: (− 4) ≥ 12: (− 4) , где 2 ≥ − 3 .
Теперь сформулируем вытекающие два результата, которые используются при решении неравенств:
- Следствие 1.
При смене знаков частей числового неравенства меняется сам знак неравенства на противоположный, как a < b , как − a > − b . Это соответствует правилу умножения обеих частей на - 1 . Оно применимо для перехода. Например, − 6 < − 2 , то 6 > 2 .
- Следствие 2.
При замене обратными числами частей числового неравенства на противоположный, меняется и его знак, причем неравенство останется верным. Отсюда имеем, что a и b являются положительными числами, a < b , 1 a > 1 b .
При делении обеих частей неравенства a < b разрешается на число a · b . Данное свойство используется при верном неравенстве 5 > 3 2 имеем, что 1 5 < 2 3 . При отрицательных a и b c условием, что a < b , неравенство 1 a > 1 b может получиться неверным.
Пример 5
Например, − 2 < 3 , однако, - 1 2 > 1 3 являются неверным равенством.
Все пункты объединяет то, что действия над частями неравенства дают верное неравенство на выходе. Рассмотрим свойства, где изначально имеется несколько числовых неравенств, а его результат получим при сложении или умножении его частей.
Определение 9
Когда числа a , b , c , d справедливы для неравенств a < b и c < d , тогда верным считается a + c < b + d . Свойство можно формировать таким образом: почленно складывать числа частей неравенства.
Доказательство 4
Докажем, что (a + c) − (b + d) является отрицательным числом, тогда получим, что a + c < b + d . Из условия имеем, что a < b и c < d . Выше доказанное свойство позволяет прибавлять к обеим частям одинаковое число. Тогда увеличим неравенство a < b на число b , при c < d , получим неравенства вида a + c < b + c и b + c < b + d . Полученное неравенство говорит о том, что ему присуще свойство транзитивности.
Свойство применяется для почленного сложения трех, четырех и более числовых неравенств. Числам a 1 , a 2 , … , a n и b 1 , b 2 , … , b n справедливы неравенства a 1 < b 1 , a 2 < b 2 , … , a n < b n , можно доказать метод математической индукции, получив a 1 + a 2 + … + a n < b 1 + b 2 + … + b n .
Пример 6
Например, при данных трех числовых неравенствах одного знака − 5 < − 2 , − 1 < 12 и 3 < 4 . Свойство позволяет определять то, что − 5 + (− 1) + 3 < − 2 + 12 + 4 является верным.
Определение 10
Почленное умножение обеих частей дает в результате положительное число. При a < b и c < d , где a , b , c и d являются положительными числами, тогда неравенство вида a · c < b · d считается справедливым.
Доказательство 5
Чтобы доказать это, необходимо обе части неравенства a < b умножить на число с, а обе части c < d на b . В итоге получим, что неравенства a · c < b · c и b · c < b · d верные, откуда получим свойство транизитивности a · c < b · d .
Это свойство считается справедливым для количества чисел, на которые необходимо умножить обе части неравенства. Тогда a 1 , a 2 , … , a n
и b 1 , b 2 , … , b n
являются положительные числами, где a 1 < b 1 , a 2 < b 2 , … , a n < b n , то a 1 · a 2 · … · a n < b 1 · b 2 · … · b n
.
Заметим, что при записи неравенств имеются неположительные числа, тогда их почленное умножение приводит к неверным неравенствам.
Пример 7
К примеру, неравенство 1 < 3 и − 5 < − 4 являются верными, а почленное их умножение даст результат в виде 1 · (− 5) < 3 · (− 4) , считается, что − 5 < − 12 это является неверным неравенством.
Следствие:
Почленное умножение неравенств a < b с положительными с a и b , причем получается a n < b n
.
Свойства числовых неравенств
Рассмотрим ниже свойства числовых неравенств.
- a < a , a > a - неверные неравенства,
a ≤ a , a ≥ a - верные неравенства.
- Если a < b , то b > a - антисимметричность.
- Если a < b и b < c то a < c - транзитивность.
- Если a < b и c - любоое число, то a + с < b + c .
- Если a < b и c - положительное число, то a · c < b · c ,
Если a < b и c - отрицательное число, то a · c > b · c .
Следствие 1:
если a < b , то - a > - b .
Следствие 2:
если a и b - положительные числа и a < b , то 1 a > 1 b .
- Если a 1 < b 1 , a 2 < b 2 , . . . , a n < b n , то a 1 + a 2 + . . . + a n < b 1 + b 2 + . . . + b n .
- Если a 1 , a 2 , . . . , a n , b 1 , b 2 , . . . , b n - положительные числа и a 1 < b 1 , a 2 < b 2 , . . . , a n < b n , то a 1 · a 2 · . . . · a n < b 1 · b 2 · . . . b n .
Cледствие 1:
если a < b , a
и b
- положительные числа, то a n < b n .
Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Содержание урока
Определения и свойства
Неравенством мы будем называть два числовых или буквенных выражения, соединенных знаками >, <, ≥, ≤ или ≠.
Пример: 5 > 3
Данное неравенство говорит о том, что число 5 больше, чем число 3. Острый угол знака неравенства должен быть направлен в сторону меньшего числа. Это неравенство является верным, поскольку 5 больше, чем 3.
Если на левую чашу весов положить арбуз массой 5 кг, а на правую — арбуз массой 3 кг, то левая чаша перевесит правую, и экран весов покажет, что левая чаша тяжелее правой:
Если 5 > 3
, то 3 < 5
. То есть левую и правую часть неравенства можно поменять местами, изменив знак неравенства на противоположный. В ситуации с весами: большой арбуз можно положить на правую чашу, а маленький арбуз на левую. Тогда правая чаша перевесит левую, и экран покажет знак <
Если в неравенстве 5 > 3
, не трогая левую и правую часть, поменять знак на <
, то получится неравенство 5 < 3
. Это неравенство не является верным, поскольку число 3 не может быть больше числа 5.
Числа, которые располагаются в левой и правой части неравенства, будем называть членами
этого неравенства. Например, в неравенстве 5 > 3
членами являются числа 5 и 3.
Рассмотрим некоторые важные свойства для неравенства 5 > 3
.
В будущем эти свойства будут работать и для других неравенств.
Свойство 1.
Если к левой и правой части неравенства 5 > 3 прибавить или вычесть одно и то же число, то знак неравенства не изменится.
Например, прибавим к обеим частям неравенства число 4. Тогда получим:
Теперь попробуем вычесть из обеих частей неравенства 5 > 3
какое-нибудь число, скажем число 2
Видим, что левая часть по-прежнему больше правой.
Из данного свойства следует, что любой член неравенства можно перенести из одной части в другую часть, изменив знак этого члена. Знак неравенства при этом не изменится.
Например, перенесём в неравенстве 5 > 3
, член 5 из левой части в правую часть, изменив знак этого члена. После переноса члена 5 в правую часть, в левой части ничего не останется, поэтому запишем там 0
0 > 3 − 5
0 > −2
Видим, что левая часть по-прежнему больше правой.
Свойство 2.
Если обе части неравенства умножить или разделить на одно и то же положительное число, то знак неравенства не изменится.
Например, умножим обе части неравенства 5 > 3
на какое-нибудь положительное число, скажем на число 2. Тогда получим:
Видим, что левая часть по-прежнему больше правой.
Теперь попробуем разделить
обе части неравенства 5 > 3
на какое-нибудь число. Разделим их на 2
Видим, что левая часть по-прежнему больше правой.
Свойство 3.
Если обе части неравенства умножить или разделить на одно и то же отрицательное число
, то знак неравенства изменится
на противоположный.
Например, умножим обе части неравенства 5 > 3
на какое-нибудь отрицательное число, скажем на число −2
. Тогда получим:
Теперь попробуем разделить
обе части неравенства 5 > 3
на какое-нибудь отрицательное число. Давайте разделим их на −1
Видим, что левая часть стала меньше правой. То есть знак неравенства изменился на противоположный.
Само по себе неравенство можно понимать, как некоторое условие. Если условие выполняется, то неравенство является верным. И наоборот, если условие не выполняется, то неравенство не верно.
Например, чтобы ответить на вопрос является ли верным неравенство 7 > 3
, нужно проверить выполняется ли условие «больше ли 7, чем 3»
. Мы знаем, что число 7 больше, чем число 3. То есть условие выполнено, а значит и неравенство 7 > 3
верно.
Неравенство 8 < 6
не является верным, поскольку не выполняется условие «8 меньше, чем 6».
Другим способом определения верности неравенства является составление разности из левой и правой части данного неравенства. Если разность положительна, то левая часть больше правой части. И наоборот, если разность отрицательна, то левая часть меньше правой части. Более точно это правило выглядит следующим образом:
Число a
больше числа b
, если разность a − b
положительна. Число a
меньше числа b
, если разность a − b
отрицательна.
Например, мы выяснили, что неравенство 7 > 3
является верным, поскольку число 7 больше, чем число 3. Докажем это с помощью правила, приведённого выше.
Составим разность из членов 7 и 3. Тогда получим 7 − 3 = 4
. Согласно правилу, число 7 будет больше числа 3, если разность 7 − 3
окажется положительной. У нас она равна 4, то есть разность положительна. А значит число 7 больше числа 3.
Проверим с помощью разности верно ли неравенство 3 < 4
. Составим разность, получим 3 − 4 = −1
. Согласно правилу, число 3 будет меньше числа 4, если разность 3 − 4
окажется отрицательной. У нас она равна −1, то есть разность отрицательна. А значит число 3 меньше числа 4.
Проверим верно ли неравенство 5 > 8
. Составим разность, получим 5 − 8 = −3
. Согласно правилу, число 5 будет больше числа 8, если разность 5 − 8
окажется положительной. У нас разность равна −3, то есть она не является
положительной. А значит число 5 не больше
числа 3. Иными словами, неравенство 5 > 8
не является верным.
Строгие и нестрогие неравенства
Неравенства, содержащие знаки >, < называют строгими
. А неравенства, содержащие знаки ≥, ≤ называют нестрогими
.
Примеры строгих неравенства мы рассматривали ранее. Таковыми являются неравенства 5 > 3
, 7 < 9
.
Нестрогим, например, является неравенство 2 ≤ 5
. Данное неравенство читают следующим образом: «2 меньше или равно 5»
.
Запись 2 ≤ 5
является неполной. Полная запись этого неравенства выглядит следующим образом:
2 < 5 или
2 = 5
Тогда становится очевидным, что неравенство 2 ≤ 5
состоит из двух условий: «два меньше пять»
и «два равно пять»
.
Нестрогое неравенство верно в том случае, если выполняется хотя бы одно из его условий. В нашем примере верным является условие «2 меньше 5»
. Значит и само неравенство 2 ≤ 5
верно.
Пример 2
. Неравенство 2 ≤ 2
является верным, поскольку выполняется одно из его условий, а именно 2 = 2.
Пример 3
. Неравенство 5 ≤ 2
не является верным, поскольку не выполняется ни одно из его условий: ни 5 < 2
ни 5 = 2
.
Двойное неравенство
Число 3 больше, чем число 2 и меньше, чем число 4
. В виде неравенства это высказывание можно записать так: 2 < 3 < 4
. Такое неравенство называют двойным.
Двойное неравенство может содержать знаки нестрогих неравенств. К примеру, если число 5 больше или равно, чем число 2, и меньше или равно, чем число 7
, то можно записать, что 2 ≤ 5 ≤ 7
Чтобы правильно записать двойное неравенство, сначала записывают член находящийся в середине, затем член находящийся слева, затем член находящийся справа.
Например, запишем, что число 6 больше, чем число 4, и меньше, чем число 9.
Сначала записываем 6
Слева записываем, что это число больше, чем число 4
Справа записываем, что число 6 меньше, чем число 9
Неравенство с переменной
Неравенство, как и равенство может содержать переменную.
Например, неравенство x
> 2
содержит переменную x
. Обычно такое неравенство нужно решить, то есть выяснить при каких значениях x
данное неравенство становится верным.
Решить неравенство означает найти такие значения переменной x
, при которых данное неравенство становится верным.
Значение переменной, при котором неравенство становится верным, называется решением неравенства
.
Неравенство x
> 2
становится верным при x = 3, x = 4, x = 5, x = 6
и так далее до бесконечности. Видим, что это неравенство имеет не одно решение, а множество решений.
Другими словами, решением неравенства x
> 2
является множество всех чисел, бóльших 2. При этих числах неравенство будет верным. Примеры:
3 > 2
4 > 2
5 > 2
Число 2, располагающееся в правой части неравенства x
> 2
, будем называть границей
данного неравенства. В зависимости от знака неравенства, граница может принадлежать множеству решений неравенства либо не принадлежать ему.
В нашем примере граница неравенства не принадлежит множеству решений, поскольку при подстановке числа 2 в неравенство x
> 2
получается не верное
неравенство 2 > 2
. Число 2 не может быть больше самого себя, поскольку оно равно самому себе (2 = 2)
.
Неравенство x
> 2
является строгим. Его можно прочитать так: «x строго больше 2″
. То есть все значения, принимаемые переменной x
должны быть строго больше 2. В противном случае, неравенство верным не будет.
Если бы нам было дано нестрогое неравенство x
≥ 2
, то решениями данного неравенства были бы все числа, которые больше 2, в том числе и само число 2. В этом неравенстве граница 2 принадлежит множеству решений неравенства, поскольку при подстановке числа 2 в неравенство x
≥ 2
получается верное неравенство 2 ≥ 2
. Ранее было сказано, что нестрогое неравенство является верным, если выполняется хотя бы одно из его условий. В неравенстве 2 ≥ 2
выполняется условие 2 = 2
, поэтому и само неравенство 2 ≥ 2
верно.
Как решать неравенства
Процесс решения неравенств во многом схож с процессом решения уравнений. При решении неравенств мы будем применять свойства, которые изучили вначале данного урока, такие как: перенос слагаемых из одной части неравенства в другую часть, меняя знак; умножение (или деление) обеих частей неравенства на одно и то же число.
Эти свойства позволяют получить неравенство, которое равносильно исходному. Равносильными называют неравенства, решения которых совпадают.
Решая уравнения мы выполняли тождественные преобразования до тех пор, пока в левой части уравнения не оставалась переменная, а в правой части значение этой переменной (например: x = 2, x = 5
). Иными словами, заменяли исходное уравнение на равносильное ему уравнение до тех пор, пока не получалось уравнение вида x = a
, где a
значение переменной x
. В зависимости от уравнения, корней могло быть один, два, бесконечное множество, либо не быть совсем.
А при решении неравенств мы будем заменять исходное неравенство на равносильное ему неравенство до тех пор, пока в левой части не останется переменная этого неравенства, а в правой части его граница.
Пример 1
. Решить неравенство 2x
> 6
Итак, нужно найти такие значения x
,
при подстановке которых в 2x
> 6
получится верное неравенство.
Вначале данного урока было сказано, что если обе части неравенства разделить на какое-нибудь положительное число, то знак неравенства не изменится. Если применить это свойство к неравенству, содержащему переменную, то получится неравенство равносильное исходному.
В нашем случае, если мы разделим обе части неравенства 2x
> 6
на какое-нибудь положительное число, то получится неравенство, которое равносильно исходному неравенству 2x
> 6.
Итак, разделим обе части неравенства на 2.
В левой части осталась переменная x
, а правая часть стала равна 3. Получилось равносильное неравенство x
> 3.
На этом решение завершается, поскольку в левой части осталась переменная, а в правой части граница неравенства.
Теперь можно сделать вывод, что решениями неравенства x
> 3
являются все числа, которые больше 3. Это числа 4, 5, 6, 7 и так далее до бесконечности. При этих значениях неравенство x
> 3
будет верным.
4 > 3
5 > 3
6 > 3
7 > 3
Отметим, что неравенство x
> 3
является строгим. «Переменная x строго больше трёх».
А поскольку неравенство x
> 3
равносильно исходному неравенству 2x
> 6
, то их решения будут совпадать. Иначе говоря, значения, которые подходят неравенству x
> 3,
будут подходить и неравенству 2x
> 6.
Покажем это.
Возьмём, например, число 5 и подставим его сначала в полученное нами равносильное неравенство x
> 3
, а потом в исходное 2x
> 6
.
Видим, что в обоих случаях получается верное неравенство.
После того, как неравенство решено, ответ нужно записать в виде так называемого числового промежутка
следующим образом:
В этом выражении говорится, что значения, принимаемые переменной x
, принадлежат числовому промежутку от трёх до плюс бесконечности.
Иначе говоря, все числа, начиная от трёх до плюс бесконечности являются решениями неравенства x
> 3
. Знак ∞
в математике означает бесконечность.
Учитывая, что понятие числового промежутка очень важно, остановимся на нём подробнее.
Числовые промежутки
Числовым промежутком
называют множество чисел на координатной прямой, которое может быть описано с помощью неравенства.
Допустим, мы хотим изобразить на координатной прямой множество чисел от 2 до 8. Для этого сначала на координатной прямой отмечаем точки с координатами 2 и 8, а затем выделяем штрихами ту область, которая располагается между координатами 2 и 8. Эти штрихи будут играть роль чисел, располагающихся между числами 2 и 8
Числа 2 и 8 назовём границами
числового промежутка. Рисуя числовой промежуток, точки для его границ изображают не в виде точек как таковых, а в виде кружков, которые можно разглядеть.
Границы могут принадлежать числовому промежутку либо не принадлежать ему.
Если границы не принадлежат
числовому промежутку, то они изображаются на координатной прямой в виде пустых кружков
.
Если границы принадлежат
числовому промежутку, то кружки необходимо закрасить
.
На нашем рисунке кружки были оставлены пустыми. Это означало, что границы 2 и 8 не принадлежат числовому промежутку. Значит в наш числовой промежуток будут входить все числа от 2 до 8, кроме чисел 2 и 8.
Если мы хотим включить границы 2 и 8 в числовой промежуток, то кружки необходимо закрасить:
В данном случае в числовой промежуток будут входить все числа от 2 до 8, включая числа 2 и 8.
На письме числовой промежуток обозначается указанием его границ с помощью круглых или квадратных скобок.
Если границы не принадлежат
круглыми скобками
.
Если границы принадлежат
числовому промежутку, то границы обрамляются квадратными скобками
.
На рисунке представлено два числовых промежутка от 2 до 8 с соответствующими обозначениями:
На первом рисунке числовой промежуток обозначен с помощью круглых скобок
, поскольку границы 2 и 8 не принадлежат
этому числовому промежутку.
На втором рисунке числовой промежуток обозначен с помощью квадратных скобок
, поскольку границы 2 и 8 принадлежат
этому числовому промежутку.
С помощью числовых промежутков можно записывать ответы к неравенствам. Например, ответ к двойному неравенству 2 ≤ x
≤ 8
записывается так:
x
∈ [ 2 ; 8 ]
То есть сначала записывают переменную, входящую в неравенство, затем с помощью знака принадлежности ∈
указывают к какому числовому промежутку принадлежат значения этой переменной. В данном случае выражение x
∈ [ 2 ; 8 ]
указывает на то, что переменная x,
входящая в неравенство 2 ≤ x
≤ 8,
принимает все значения в промежутке от 2 до 8 включительно. При этих значениях неравенство будет верным.
Обратим внимание на то, что ответ записан с помощью квадратных скобок, поскольку границы неравенства 2 ≤ x
≤ 8
, а именно числа 2 и 8 принадлежат множеству решений этого неравенства.
Множество решений неравенства 2 ≤ x
≤ 8
также можно изобразить с помощью координатной прямой:
Здесь границы числового промежутка 2 и 8 соответствуют границам неравенства 2 ≤ x
x
2 ≤ x
≤ 8
.
В некоторых источниках границы, которые не принадлежат числовому промежутку, называют открытыми
.
Открытыми их называют по той причине, что числовой промежуток остаётся открытым из-за того, что его границы не принадлежат этому числовому промежутку. Пустой кружок на координатной прямой математики называют выколотой точкой
. Выколоть точку значит исключить её из числового промежутка или из множества решений неравенства.
А в случае, когда границы принадлежат числовому промежутку, их называют закрытыми
(или замкнутыми), поскольку такие границы закрывают (замыкают) собой числовой промежуток. Закрашенный кружок на координатной прямой также говорит о закрытости границ.
Существуют разновидности числовых промежутков. Рассмотрим каждый из них.
Числовой луч
Числовым лучом
x ≥ a
, где a
x —
решение неравенства.
Пусть a
= 3
. Тогда неравенство x ≥ a
примет вид x
≥ 3
. Решениями данного неравенства являются все числа, которые больше 3, включая само число 3.
Изобразим числовой луч, заданный неравенством x
≥ 3,
на координатной прямой. Для этого отметим на ней точку с координатой 3, а всю оставшуюся справа от неё область
выделим штрихами. Выделяется именно правая часть, поскольку решениями неравенства x
≥ 3
являются числа, бóльшие 3. А бóльшие числа на координатной прямой располагаются правее
x
≥ 3
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
, которые являются решениями неравенства x
≥ 3
.
Точка 3, являющаяся границей числового луча, изображена в виде закрашенного кружка, поскольку граница неравенства x
≥ 3
принадлежит множеству его решений.
На письме числовой луч, заданный неравенством x ≥ a,
[ a
; +∞)
Видно, что с одной стороны граница обрамлена квадратной скобкой, а с другой круглой. Это связано с тем, что одна граница числового луча принадлежит ему, а другая нет, поскольку бесконечность сама по себе границ не имеет и подразумевается, что по ту сторону нет числа, замыкающего этот числовой луч.
Учитывая то, что одна из границ числового луча закрыта, данный промежуток часто называют закрытым числовым лучом
.
Запишем ответ к неравенству x
≥ 3
с помощью обозначения числового луча. У нас переменная a
равна 3
x
∈ [ 3 ; +∞)
В этом выражении говорится, что переменная x
, входящая в неравенство x
≥ 3,
принимает все значения от 3 до плюс бесконечности.
Иначе говоря, все числа от 3 до плюс бесконечности, являются решениями неравенства x
≥ 3
.
Граница 3 принадлежит множеству решений, поскольку неравенство x
≥ 3
является нестрогим.
Закрытым числовым лучом также называют числовой промежуток, который задаётся неравенством x ≤ a
.
Решениями неравенства x ≤ a
a
,
включая само число a
.
К примеру, если a
x
≤ 2
. На координатной прямой граница 2 будет изображаться закрашенным кружком, а вся область, находящаяся слева
, будет выделена штрихами. В этот раз выделяется левая часть, поскольку решениями неравенства x
≤ 2
являются числа, меньшие 2. А меньшие числа на координатной прямой располагаются левее
x
≤ 2
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
, которые являются решениями неравенства x
≤ 2
.
Точка 2, являющаяся границей числового луча, изображена в виде закрашенного кружка, поскольку граница неравенства x
≤ 2
принадлежит множеству его решений.
Запишем ответ к неравенству x
≤ 2
с помощью обозначения числового луча:
x
∈ (−∞ ; 2 ]
x
≤ 2.
Граница 2 принадлежит множеству решений, поскольку неравенство x
≤ 2
является нестрогим.
Открытый числовой луч
Открытым числовым лучом
называют числовой промежуток, который задаётся неравенством x > a
, где a
— граница данного неравенства, x
— решение неравенства.
Открытый числовой луч во многом похож на закрытый числовой луч. Различие в том, что граница a
не принадлежит промежутку, как и граница неравенства x > a
не принадлежит множеству его решений.
Пусть a
= 3
. Тогда неравенство примет вид x
> 3
. Решениями данного неравенства являются все числа, которые больше 3, за исключением числа 3
На координатной прямой граница открытого числового луча, заданного неравенством x
> 3,
будет изображаться в виде пустого кружка. Вся область, находящаяся справа, будет выделена штрихами:
Здесь точка 3 соответствует границе неравенства x >
3
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
, которые являются решениями неравенства x >
3
. Точка 3, являющаяся границей открытого числового луча, изображена в виде пустого кружка, поскольку граница неравенства x >
3
не принадлежит множеству его решений.
x > a
,
обозначается следующим образом:
(a
; +∞)
Круглые скобки указывают на то, что границы открытого числового луча не принадлежат ему.
Запишем ответ к неравенству x
> 3
с помощью обозначения открытого числового луча:
x
∈ (3 ; +∞)
В этом выражении говорится, что все числа от 3 до плюс бесконечности, являются решениями неравенства x
> 3
.
Граница 3 не принадлежит множеству решений, поскольку неравенство x
> 3 является строгим.
Открытым числовым лучом также называют числовой промежуток, который задаётся неравенством x < a
, где a
— граница данного неравенства, x
— решение неравенства.
Решениями неравенства x < a
являются все числа, которые меньше a
,
исключая число a
.
К примеру, если a
= 2
, то неравенство примет вид x <
2
. На координатной прямой граница 2 будет изображаться пустым кружком, а вся область, находящаяся слева, будет выделена штрихами:
Здесь точка 2 соответствует границе неравенства x <
2
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
, которые являются решениями неравенства x <
2
. Точка 2, являющаяся границей открытого числового луча, изображена в виде пустого кружка, поскольку граница неравенства x <
2
не принадлежит множеству его решений.
На письме открытый числовой луч, заданный неравенством x < a
,
обозначается следующим образом:
(−∞ ; a
)
Запишем ответ к неравенству x <
2
с помощью обозначения открытого числового луча:
x
∈ (−∞ ; 2)
В этом выражении говорится, что все числа от минус бесконечности до 2, являются решениями неравенства x <
2.
Граница 2 не принадлежит множеству решений, поскольку неравенство x <
2
является строгим.
Отрезок
Отрезком
a ≤ x ≤ b
, где a
и b
x
— решение неравенства.
Пусть a
= 2
, b
= 8
. Тогда неравенство a ≤ x ≤ b
примет вид 2 ≤ x
≤ 8
. Решениями неравенства 2 ≤ x
≤ 8
являются все числа, которые больше 2 и меньше 8. При этом границы неравенства 2 и 8 принадлежат множеству его решений, поскольку неравенство 2 ≤ x
≤ 8
является нестрогим.
Изобразим отрезок, заданный двойным неравенством 2 ≤ x
≤ 8
на координатной прямой. Для этого отметим на ней точки с координатами 2 и 8, а располагающуюся между ними область выделим штрихами:
≤ x
≤ 8
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
x
≤ 8
. Точки 2 и 8, являющиеся границами отрезка, изображены в виде закрашенных кружков, поскольку границы неравенства 2 ≤ x
≤ 8
принадлежат множеству его решений.
На письме отрезок, заданный неравенством a ≤ x ≤ b
обозначается следующим образом:
[ a ; b
]
Квадратные скобки с обеих сторон указывают на то, что границы отрезка принадлежат
ему. Запишем ответ к неравенству 2 ≤ x
x
∈ [ 2 ; 8 ]
В этом выражении говорится, что все числа от 2 до 8 включительно, являются решениями неравенства 2 ≤ x
≤ 8
.
Интервал
Интервалом
называют числовой промежуток, который задаётся двойным неравенством a < x < b
, где a
и b
— границы данного неравенства, x
— решение неравенства.
Пусть a = 2
, b = 8
. Тогда неравенство a < x < b
примет вид 2 < x
< 8
. Решениями этого двойного неравенства являются все числа, которые больше 2 и меньше 8, исключая числа 2 и 8.
Изобразим интервал на координатной прямой:
Здесь точки 2 и 8 соответствуют границам неравенства 2 < x
< 8
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
< x
< 8
. Точки 2 и 8, являющиеся границами интервала, изображены в виде пустых кружков, поскольку границы неравенства 2 < x
< 8
не принадлежат множеству его решений.
На письме интервал, заданный неравенством a < x < b,
обозначается следующим образом:
(a ; b
)
Круглые скобки с обеих сторон указывают на то, что границы интервала не принадлежат
ему. Запишем ответ к неравенству 2 < x
< 8
с помощью этого обозначения:
x
∈ (2 ; 8)
В этом выражении говорится, что все числа от 2 до 8, исключая числа 2 и 8, являются решениями неравенства 2 < x
< 8
.
Полуинтервал
Полуинтервалом
называют числовой промежуток, который задаётся неравенством a ≤ x < b
, где a
и b
— границы данного неравенства, x
— решение неравенства.
Полуинтервалом также называют числовой промежуток, который задаётся неравенством a < x ≤ b
.
Одна из границ полуинтервала принадлежит ему. Отсюда и название этого числового промежутка.
В ситуации с полуинтервалом a ≤ x < b
ему (полуинтервалу) принадлежит левая граница.
А в ситуации с полуинтервалом a < x ≤ b
ему принадлежит правая граница.
Пусть a
= 2
, b
= 8
. Тогда неравенство a ≤ x < b
примет вид 2 ≤ x
< 8
. Решениями этого двойного неравенства являются все числа, которые больше 2 и меньше 8, включая число 2, но исключая число 8.
Изобразим полуинтервал 2 ≤ x
< 8
на координатной прямой:
x
< 8
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
, которые являются решениями неравенства 2 ≤ x
< 8
.
Точка 2, являющаяся левой границей
полуинтервала, изображена в виде закрашенного кружка, поскольку левая граница неравенства 2 ≤ x
< 8
принадлежит
множеству его решений.
А точка 8, являющаяся правой границей
полуинтервала, изображена в виде пустого кружка, поскольку правая граница неравенства 2 ≤ x
< 8
не принадлежит
множеству его решений.
a ≤ x < b,
обозначается следующим образом:
[ a ; b
)
Видно, что с одной стороны граница обрамлена квадратной скобкой, а с другой круглой. Это связано с тем, что одна граница полуинтервала принадлежит ему, а другая нет. Запишем ответ к неравенству 2 ≤ x
< 8
с помощью этого обозначения:
x
∈ [ 2 ; 8)
В этом выражении говорится, что все числа от 2 до 8, включая число 2, но исключая число 8, являются решениями неравенства 2 ≤ x
< 8
.
Аналогично на координатной прямой можно изобразить полуинтервал, заданный неравенством a < x ≤ b
. Пусть a
= 2
, b
= 8
. Тогда неравенство a < x ≤ b
примет вид 2 < x
≤ 8
. Решениями этого двойного неравенства являются все числа, которые больше 2 и меньше 8, исключая число 2, но включая число 8.
Изобразим полуинтервал 2 < x
≤ 8
на координатной прямой:
Здесь точки 2 и 8 соответствуют границам неравенства 2 < x
≤ 8
, а выделенная штрихами область соответствует множеству значений x
, которые являются решениями неравенства 2 < x
≤ 8
.
Точка 2, являющаяся левой границей
полуинтервала, изображена в виде пустого кружка, поскольку левая граница неравенства 2 < x
≤ 8
не принадлежит
множеству его решений.
А точка 8, являющаяся правой границей
полуинтервала, изображена в виде закрашенного кружка, поскольку правая граница неравенства 2 < x
≤ 8
принадлежит
множеству его решений.
На письме полуинтервал, заданный неравенством a < x ≤ b,
обозначается так: (a ; b
]
. Запишем ответ к неравенству 2 < x
≤ 8
с помощью этого обозначения:
x
∈ (2 ; 8 ]
В этом выражении говорится, что все числа от 2 до 8, исключая число 2, но включая число 8, являются решениями неравенства 2 < x
≤ 8
.
Изображение числовых промежутков на координатной прямой
Числовой промежуток может быть задан с помощью неравенства или с помощью обозначения (круглых или квадратных скобок). В обоих случаях нужно суметь изобразить этот числовой промежуток на координатной прямой. Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1
. Изобразить числовой промежуток, заданный неравенством x
> 5
Вспоминаем, что неравенством вида x
> a
задаётся открытый числовой луч. В данном случае переменная a
равна 5. Неравенство x
> 5
строгое, поэтому граница 5 будет изображаться в виде пустого кружкá. Нас интересуют все значения x,
которые больше 5, поэтому вся область справа будет выделена штрихами:
Пример 2
. Изобразить числовой промежуток (5; +∞) на координатной прямой
Это тот же числовой промежуток, который мы изобразили в предыдущем примере. Но в этот раз он задан не с помощью неравенства, а с помощью обозначения числового промежутка.
Граница 5 обрамлена круглой скобкой, значит она не принадлежит промежутку. Соответственно, кружок остаётся пустым.
Символ +∞
указывает, что нас интересуют все числа, которые больше 5. Соответственно, вся область справа от границы 5 выделяется штрихами:
Пример 3
. Изобразить числовой промежуток (−5; 1)
на координатной прямой.
Круглыми скобками с обеих сторон обозначаются интервалы. Границы интервала не принадлежат ему, поэтому границы −5 и 1 будут изображаться на координатной прямой в виде пустых кружков. Вся область между ними будет выделена штрихами:
Пример 4
. Изобразить числовой промежуток, заданный неравенством −5 < x <
1
Это тот же числовой промежуток, который мы изобразили в предыдущем примере. Но в этот раз он задан не с помощью обозначения промежутка, а с помощью двойного неравенства.
Неравенством вида a < x < b
, задаётся интервал. В данном случае переменная a
равна −5
, а переменная b
равна единице. Неравенство −5 < x <
1
строгое, поэтому границы −5
и 1
будут изображаться в виде пустых кружка. Нас интересуют все значения x,
которые больше −5
, но меньше единицы, поэтому вся область между точками −5
и 1
будет выделена штрихами:
Пример 5
. Изобразить на координатной прямой числовые промежутки [-1; 2]
и
В этот раз изобразим на координатной прямой сразу два промежутка.
Квадратными скобками с обеих сторон обозначаются отрезки. Границы отрезка принадлежат ему, поэтому границы отрезков [-1; 2] и будут изображаться на координатной прямой в виде закрашенных кружков. Вся область между ними будет выделена штрихами.
Чтобы хорошо увидеть промежутки [−1; 2]
и
, первый можно изобразить на верхней области, а второй на нижней. Так и поступим:
Пример 6
. Изобразить на координатной прямой числовые промежутки [-1; 2)
и (2; 5]
Квадратной скобкой с одной стороны и круглой с другой обозначаются полуинтервалы. Одна из границ полуинтервала принадлежат ему, а другая нет.
В случае с полуинтервалом [-1; 2)
левая граница будет принадлежать ему, а правая нет. Значит левая граница будет изображаться в виде закрашенного кружка. Правая же граница будет изображаться в виде пустого кружка.
А в случае с полуинтервалом (2; 5]
ему будет принадлежать только правая граница, а левая нет. Значит левая граница будет изображаться в виде закрашенного кружка. Правая же граница будет изображаться в виде пустого кружка.
Изобразим промежуток [-1; 2)
на верхней области координатной прямой, а промежуток (2; 5]
— на нижней:
Примеры решения неравенств
Неравенство, которое путём тождественных преобразований можно привести к виду ax > b
(или к виду ax < b
), будем называть линейным неравенством с одной переменной
.
В линейном неравенстве ax > b
, x
— это переменная, значения которой нужно найти, а
— коэффициент этой переменной, b
— граница неравенства, которая в зависимости от знака неравенства может принадлежать множеству его решений либо не принадлежать ему.
Например, неравенство 2x
> 4
является неравенством вида ax > b
. В нём роль переменной a
играет число 2, роль переменной b
(границы неравенства) играет число 4.
Неравенство 2x
> 4
можно сделать ещё проще. Если мы разделим обе его части на 2, то получим неравенство x
> 2
Получившееся неравенство x
> 2
также является неравенством вида ax > b
, то есть линейным неравенством с одной переменной. В этом неравенстве роль переменной a
играет единица. Ранее мы говорили, что коэффициент 1 не записывают. Роль переменной b
играет число 2.
Отталкиваясь от этих сведений, попробуем решить несколько простых неравенств. В ходе решения мы будем выполнять элементарные тождественные преобразования с целью получить неравенство вида ax > b
Пример 1
. Решить неравенство x
− 7 < 0
Прибавим к обеим частям неравенства число 7
x
− 7 + 7 < 0 + 7
В левой части останется x
, а правая часть станет равна 7
x
< 7
Путём элементарных преобразований мы привели неравенство x
− 7 < 0
к равносильному неравенству x
< 7
. Решениями неравенства x
< 7
являются все числа, которые меньше 7. Граница 7 не принадлежит множеству решений, поскольку неравенство строгое.
Когда неравенство приведено к виду x < a
(или x > a
), его можно считать уже решённым. Наше неравенство x
− 7 < 0
тоже приведено к такому виду, а именно к виду x
< 7
. Но в большинстве школ требуют, чтобы ответ был записан с помощью числового промежутка и проиллюстрирован на координатной прямой.
Запишем ответ с помощью числового промежутка. В данном случае ответом будет открытый числовой луч (вспоминаем, что числовой луч задаётся неравенством x < a
и обозначается как (−∞ ; a
)
x
∈ (−∞ ; 7)
На координатной прямой граница 7 будет изображаться в виде пустого кружка, а вся область, находящаяся слева от границы, будет выделена штрихами:
Для проверки возьмём любое число из промежутка (−∞ ; 7)
и подставим его в неравенство x
< 7
вместо переменной x
. Возьмём, например, число 2
2 < 7
Получилось верное числовое неравенство, значит и решение верное. Возьмём ещё какое-нибудь число, например, число 4
4 < 7
Получилось верное числовое неравенство. Значит решение верное.
А поскольку неравенство x
< 7
равносильно исходному неравенству x −
7 < 0
, то решения неравенства x
< 7
будут совпадать с решениями неравенства x −
7 < 0
. Подставим те же тестовые значения 2 и 4 в неравенство x −
7 < 0
2 − 7 < 0
−5 < 0 — Верное неравенство
4 − 7 < 0
−3 < 0 Верное неравенство
Пример 2
. Решить неравенство −4x
< −16
Разделим обе части неравенства на −4. Не забываем, что при делении обеих частей неравенства на отрицательное число
, знак неравенства меняется на противоположный
:
Мы привели неравенство −4x
< −16
к равносильному неравенству x
> 4
. Решениями неравенства x
> 4
будут все числа, которые больше 4. Граница 4 не принадлежит множеству решений, поскольку неравенство строгое.
x
> 4
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 3
. Решить неравенство 3y +
1 > 1 + 6y
Перенесём 6y
из правой части в левую часть, изменив знак. А 1
из левой части перенесем в правую часть, опять же изменив знак:
3y
− 6y
> 1 − 1
Приведём подобные слагаемые:
−3y
> 0
Разделим обе части на −3. Не забываем, что при делении обеих частей неравенства на отрицательное число, знак неравенства меняется на противоположный:
Решениями неравенства y
< 0
являются все числа, меньшие нуля. Изобразим множество решений неравенства y
< 0
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 4
. Решить неравенство 5(x
− 1) + 7 ≤ 1 − 3(x
+ 2)
Раскроем скобки в обеих частях неравенства:
Перенесем −3x
из правой части в левую часть, изменив знак. Члены −5
и 7
из левой части перенесем в правую часть, опять же изменив знаки:
Приведем подобные слагаемые:
Разделим обе части получившегося неравенства на 8
Решениями неравенства являются все числа, которые меньше . Граница принадлежит множеству решений, поскольку неравенство является нестрогим.
Пример 5
. Решить неравенство
Умножим обе части неравенства на 2. Это позволит избавиться от дроби в левой части:
Теперь перенесем 5 из левой части в правую часть, изменив знак:
После приведения подобных слагаемых, получим неравенство 6x
> 1
. Разделим обе части этого неравенства на 6. Тогда получим:
Решениями неравенства являются все числа, которые больше . Граница не принадлежит множеству решений, поскольку неравенство является строгим.
Изобразим множество решений неравенства на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 6
. Решить неравенство
Умножим обе части на 6
После приведения подобных слагаемых, получим неравенство 5x
< 30
. Разделим обе части этого неравенства на 5
Решениями неравенства x
< 6
являются все числа, которые меньше 6. Граница 6 не принадлежит множеству решений, поскольку неравенство является x
< 6
строгим.
Изобразим множество решений неравенства x
< 6
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 7
. Решить неравенство
Умножим обе части неравенства на 10
В получившемся неравенстве раскроем скобки в левой части:
Перенесем члены без x
в правую часть
Приведем подобные слагаемые в обеих частях:
Разделим обе части получившегося неравенства на 10
Решениями неравенства x
≤ 3,5
являются все числа, которые меньше 3,5. Граница 3,5 принадлежит множеству решений, поскольку неравенство является x
≤ 3,5
нестрогим.
Изобразим множество решений неравенства x
≤ 3,5
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 8
. Решить неравенство 4 < 4x
< 20
Чтобы решить такое неравенство, нужно переменную x
освободить от коэффициента 4. Тогда мы сможем сказать в каком промежутке находится решение данного неравенства.
Чтобы освободить переменную x
от коэффициента, можно разделить член 4x
на 4. Но правило в неравенствах таково, что если мы делим член неравенства на какое-нибудь число, то тоже самое надо сделать и с остальными членами, входящими в данное неравенство. В нашем случае на 4 нужно разделить все три члена неравенства 4 < 4x
< 20
Решениями неравенства 1 < x
< 5
являются все числа, которые больше 1 и меньше 5. Границы 1 и 5 не принадлежат множеству решений, поскольку неравенство 1 < x
< 5
является строгим.
Изобразим множество решений неравенства 1 < x
< 5
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 9
. Решить неравенство −1 ≤ −2x
≤ 0
Разделим все члены неравенства на −2
Получили неравенство 0,5 ≥ x
≥ 0
. Двойное неравенство желательно записывать так, чтобы меньший член располагался слева, а больший справа. Поэтому перепишем наше неравенство следующим образом:
0 ≤ x
≤ 0,5
Решениями неравенства 0 ≤ x
≤ 0,5
являются все числа, которые больше 0 и меньше 0,5. Границы 0 и 0,5 принадлежат множеству решений, поскольку неравенство 0 ≤ x
≤ 0,5
является нестрогим.
Изобразим множество решений неравенства 0 ≤ x
≤ 0,5
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 10
. Решить неравенство
Умножим обе неравенства на 12
Раскроем скобки в получившемся неравенстве и приведем подобные слагаемые:
Разделим обе части получившегося неравенства на 2
Решениями неравенства x
≤ −0,5
являются все числа, которые меньше −0,5. Граница −0,5 принадлежит множеству решений, поскольку неравенство x
≤ −0,5
является нестрогим.
Изобразим множество решений неравенства x
≤ −0,5
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Пример 11
. Решить неравенство
Умножим все части неравенства на 3
Теперь из каждой части получившегося неравенства вычтем 6
Каждую часть получившегося неравенства разделим на −1. Не забываем, что при делении всех частей неравенства на отрицательное число, знак неравенства меняется на противоположный:
Решениями неравенства 3 ≤ a ≤
9
являются все числа, которые больше 3 и меньше 9. Границы 3 и 9 принадлежат множеству решений, поскольку неравенство 3 ≤ a ≤
9
является нестрогим.
Изобразим множество решений неравенства 3 ≤ a ≤
9
на координатной прямой и запишем ответ в виде числового промежутка:
Когда решений нет
Существуют неравенства, которые не имеют решений. Таковым, например, является неравенство 6x
> 2(3x
+ 1)
. В процессе решения этого неравенства мы придём к тому, что знак неравенства >
не оправдает своего местоположения. Давайте посмотрим, как это выглядит.
Раскроем скобки в правой части данного неравенство, получим 6x
> 6x
+ 2
. Перенесем 6x
из правой части в левую часть, изменив знак, получим 6x
− 6x
> 2
. Приводим подобные слагаемые и получаем неравенство 0 > 2
, которое не является верным.
Для наилучшего понимания, перепишем приведение подобных слагаемых в левой части следующим образом:
Получили неравенство 0x
> 2
. В левой части располагается произведение, которое будет равно нулю при любом x
. А ноль не может быть больше, чем число 2. Значит неравенство 0x
> 2
не имеет решений.
x
> 2
, то не имеет решений и исходное неравенство 6x
> 2(3x
+ 1)
.
Пример 2
. Решить неравенство
Умножим обе части неравенства на 3
В получившемся неравенстве перенесем член 12x
из правой части в левую часть, изменив знак. Затем приведём подобные слагаемые:
Правая часть получившегося неравенства при любом x
будет равна нулю. А ноль не меньше, чем −8. Значит неравенство 0x
< −8
не имеет решений.
А если не имеет решений приведённое равносильное неравенство 0x
< −8
, то не имеет решений и исходное неравенство .
Ответ
: решений нет.
Когда решений бесконечно много
Существуют неравенства, имеющие бесчисленное множество решений. Такие неравенства становятся верными при любом x
.
Пример 1
. Решить неравенство 5(3x
− 9) < 15x
Раскроем скобки в правой части неравенства:
Перенесём 15x
из правой части в левую часть, изменив знак:
Приведем подобные слагаемые в левой части:
Получили неравенство 0x <
45
. В левой части располагается произведение, которое будет равно нулю при любом x
. А ноль меньше, чем 45. Значит решением неравенства 0x <
45
является любое число.
x <
45
имеет бесчисленное множество решений, то и исходное неравенство 5(3x
− 9) < 15x
имеет те же решения.
Ответ можно записать в виде числового промежутка:
x
∈ (−∞; +∞)
В этом выражении говорится, что решениями неравенства 5(3x
− 9) < 15x
являются все числа от минус бесконечности до плюс бесконечности.
Пример 2
. Решить неравенство: 31(2x
+ 1) − 12x
> 50x
Раскроем скобки в левой части неравенства:
Перенесём 50x
из правой части в левую часть, изменив знак. А член 31 из левой части перенесём в правую часть, опять же изменив знак:
Приведём подобные слагаемые:
Получили неравенство 0x >
−31
. В левой части располагается произведение, которое будет равно нулю при любом x
. А ноль больше, чем −31
. Значит решением неравенства 0x <
−31
является любое число.
А если приведённое равносильное неравенство 0x >
−31
имеет бесчисленное множество решений, то и исходное неравенство 31(2x
+ 1) − 12x
> 50x
имеет те же решения.
Запишем ответ в виде числового промежутка:
x
∈ (−∞; +∞)
Задания для самостоятельного решения
Понравился урок?
Вступай в нашу новую группу Вконтакте и начни получать уведомления о новых уроках