R1DWC9sriaIGb
Na ilustracji przedstawiono starą wagę sklepową w kompozycji dekoracyjnej.

M_R_W10_M5 Nierówności kwadratowe

Źródło: Artem Beliaikin, dostępny w internecie: https://unsplash.com/.

W tym materiale zajmiemy się rozwiązywaniem nierówności kwadratowych z wartością bezwzględną. W rozwiązaniach będziemy korzystać z definicji wartości bezwzględnej oraz z własności wartości bezwzględnej.

Rozważając przypadki ustalimy najpierw zbiory rozwiązań odpowiednich nierówności. Po rozważeniu wszystkich przypadków ustalimy, jaka jest suma otrzymanych rozwiązań. Wspomniana suma będzie zbiorem rozwiązań nierówności z wartością bezwzględną.

Twoje cele
  • Rozwiążesz nierówności kwadratowe z wartością bezwzględną lub z dwiema wartościami bezwzględnymi.

  • Udoskonalisz umiejętności rozwiązywania nierówności kwadratowych z wartością bezwzględną.

Pamiętasz?

Nierównością kwadratową z niewiadomą x nazywamy każdą nierówność postaci

ax2+bx+c>0 lub ax2+bx+c0 lub ax2+bx+c<0 lub ax2+bx+c0

gdzie:
a, b, c są ustalonymi liczbami rzeczywistymi i a0.

Z definicji wartości bezwzględnej mamy:

x=xdla x0-xdla x<0
Przykład 1

Rozwiążemy nierówność x2-3<1.

Korzystając z warunku x<a-a<x<a dla a>0 otrzymujemy:

x2-3<1  x2-3>-1

x2-4<0  x2-2>0

x-2x+2<0  x-2x+2>0

x-2, 2  x-, -22, 

Uwzględniając koniunkcję warunków mamy:

RIpB6U5PJtJOm
x-2, -22, 2
Przykład 2

Rozwiążemy nierówność x2-2x-12.

Z własności wartości bezwzględnej wiemy, że xaxa  x-a dla a0.

Czyli mamy:

x2-2x-12 lub x2-2x-1-2

x2-2x-30 lub x2-2x+10

x+1x-30 lub x-120

x-, -13,  lub x=1

Uwzględniając alternatywę przypadków mamy:

x-, -113, 

Zbiorem rozwiązań nierówności jest -, -113, .

Przykład 3

Rozwiążemy nierówność x2<x.

Korzystając z definicji wartości bezwzględnej mamy x=xdla x0-xdla x<0.

  1. x-, 0

    x2<-x

    x2+x<0

    xx+1<0

    x1,0, przy czym 1,0,0.

  1. x0, 

    x2<x

    x2-x<0

    xx-1<0

    x0,1, przy czym 0,10,).

Uwzględniając alternatywę 12, mamy x-1, 00, 1.

Przykład 4

Rozwiążemy nierówność x2+3·x-40.

Zauważmy, że x2=x2, czyli x2+3·x-40.

  1. Dla x0 mamy x2+3x-40

    x-1x+40

    x-4, 1

    Rx0lHsmvWHDAB

    x0, 1

  1. Dla x<0 mamy:

    -x2+3-x-40

    x2-3x-40

    x-4x+10

    x-1, 4

    RpdIcEhvADPDY

    x-1, 0

Uwzględniając alternatywę warunków 12 mamy x-1, 1.

Zbiorem rozwiązań nierówności jest -1, 1.

Przykład 5

Rozwiążemy nierówność 4-x2>2x2-5.

Korzystając z definicji wartości bezwzględnejwartość bezwzględna liczby xwartości bezwzględnej mamy:

4-x2=4-x2dla x-2, 2-4-x2dla x-, -22, 

  1. Jeżeli x-2, 2

    4-x2>2x2-5

    -3x2+9>0 |:-3

    x 2 3 < 0

    x3x+3<0

    x-3, 3-2, 2

  1. Jeżeli x-, -22, ∞

    -4-x2>2x2-5

    -4+x2-2x2+5>0

    -x2+1>0

    1-x1+x>0

    x-1, 1-, -22,  – nierówność sprzeczna

Zbiorem rozwiązań nierówności jest 3,3.

Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć interaktywnych pokazującą sposób rozwiązywania nierówności kwadratowej z wartością bezwzględną.

Slajd pierwszy
Rozwiążemy nierówność
2x+32-62x+3+80.
Skorzystamy z własności wartości bezwzględnej. Ponieważ a2=a2, dla dowolnego a należącego do zbioru liczb rzeczywistych, możemy zapisać nierówność
2x+32-62x+3+80.
Aby doprowadzić do nierówności kwadratowej, dokonujemy podstawienia. Podstawiając
2x+32=t, dla t0,
otrzymujemy nierówność
t2-6t+80.
Wyznaczamy deltę.
Δ=36-32=4.
Δ=2
Stąd
t1=6-22=2, t2=6+22=4.
Otrzymujemy przedział .

Slajd drugi
Zbiór rozwiązań nierówności zapiszemy za pomocą nierówności.
t2t4.
Otrzymujemy
2x+3=t, dla t0.
Stąd otrzymujemy
2x+322x+34.

Slajd trzeci
Zajmiemy się teraz rozwiązaniem pierwszej nierówności. Rozwiążemy nierówność 2x+32.
Korzystając z własności wartości bezwzględnej xa, co jest równoważne z
xa lub x-a, dla a0.
Mamy warunek pierwszy.
2x+32.
Otrzymujemy
2x-1,
dalej
x-12.
Otrzymujemy przedział Warunek drugi.
2x+3-2
Otrzymujemy 2x-5,
dalej
x-52.
Otrzymujemy przedział . Z alternatywy warunku pierwszego i drugiego mamy

Slajd czwarty
Zajmiemy się teraz rozwiązaniem drugiej nierówności. Rozwiążemy nierówność 2x+34.
Korzystając z własności wartości bezwzględnej xa, co jest równoważne z
-axa, dla a0.
Rozwiążemy nierówności i wyznaczymy koniunkcję rozwiązań. Stąd mamy warunek trzeci.
2x+34.
Otrzymujemy
2x1,
dalej
x12.
Otrzymujemy przedział .
Warunek czwarty.
2x+3-4.
Otrzymujemy
2x-7,
dalej
x-72.
Otrzymujemy przedział .
Z koniunkcji warunku trzeciego i czwartego mamy
.

Slajd piąty
Rozwiązaniem nierówność 2x+32-62x+3+80.
Jest to koniunkcja warunków .
Na osi zaznaczono przedziały z koniunkcji i zaznaczono zbiór rozwiązań nierówności, którym jest suma

Polecenie 2

Rozwiąż nierówność x-22-8·x-2+150.

RbycrEuV3OS4h1
Ćwiczenie 1
Niech A oznacza zbiór rozwiązań nierówności wartość bezwzględna z, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, jeden, koniec wartości bezwzględnej, większy równy, dwa. Rozwiąż nierówność i wskaż zbiór A. Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. A, równa się, nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 2. A, równa się, nawias ostry, minus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, przecinek, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu ostrego, 3. A jest zbiorem liczb rzeczywistych, 4. A, równa się, nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias ostry, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu ostrego
Rs469HiaSMnBe1
Ćwiczenie 2
Dostępne opcje do wyboru: początek ułamka, minus, trzy, plus, pierwiastek kwadratowy z trzydzieści trzy koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, minus, jeden, początek ułamka, trzy, plus, pierwiastek kwadratowy z trzydzieści trzy koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, jeden. Polecenie: Rozwiąż nierówność wartość bezwzględna z, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, trzy x, minus, pięć, koniec wartości bezwzględnej, większy równy, jeden. Przeciągnij w wyznaczone miejsca odpowiednie liczby. x, należy do, nawias, minus, nieskończoność, przecinek, początek ułamka, trzy, minus, pierwiastek kwadratowy z trzydzieści trzy koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasusuma zbiorów nawias luka do uzupełnienia przecinek, cztery zamknięcie nawiasu suma zbiorów nawias luka do uzupełnienia przecinek, nieskończoność zamknięcie nawiasu
R1aMB6vVigR9n1
Ćwiczenie 3
Łączenie par. Rozwiąż nierówność wartość bezwzględna z, x, plus, dwa, koniec wartości bezwzględnej, większy równy, wartość bezwzględna z, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, cztery, koniec wartości bezwzględnej i wybierz, czy zdanie jest prawdziwe czy fałszywe.. Liczba -2 jest najmniejszą liczbą całkowitą spełniającą nierówność.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Nierówność spełniają dokładnie cztery liczby naturalne.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Zbiór rozwiązań nierówności to 〈1,3〉.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Nierówność spełniają dokładnie cztery liczby całkowite.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
R1AKo1QsKswkI2
Ćwiczenie 4
Zaznacz wszystkie liczby, które należą do zbioru rozwiązań nierówności wartość bezwzględna z, x, koniec wartości bezwzględnej, większy równy, x indeks górny, dwa, minus, cztery x, plus, jeden. Możliwe odpowiedzi: 1. zero, 2. jeden, 3. początek ułamka, pięć, minus, pierwiastek kwadratowy z dwadzieścia jeden, mianownik, dwa, koniec ułamka, 4. początek ułamka, pięć, plus, pierwiastek kwadratowy z dwadzieścia jeden, mianownik, dwa, koniec ułamka, 5. cztery, 6. pięć
ROCtkFoqm0Ru121
Ćwiczenie 5
Połącz w pary nierówność i zbiór rozwiązań nierówności, który spełnia nierówność. wartość bezwzględna z, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, trzy x, koniec wartości bezwzględnej, większy niż, x, plus, jeden Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, trzy, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, dwa, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu wartość bezwzględna z, x, minus, trzy x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, koniec wartości bezwzględnej, mniejszy niż, x, plus, dwa Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, trzy, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, dwa, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu wartość bezwzględna z, dwa x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, x, koniec wartości bezwzględnej, większy niż, x, plus, jeden Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, trzy, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, dwa, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu wartość bezwzględna z, minus, dwa x, plus, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, koniec wartości bezwzględnej, mniejszy niż, jeden, minus, x Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, trzy, minus, pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, początek ułamka, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, mianownik, dwa, koniec ułamka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, początek ułamka, jeden, minus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, przecinek, początek ułamka, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z siedem koniec pierwiastka, mianownik, trzy, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, dwa, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, minus, jeden, plus, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu
R1UzJcRtZyIz92
Ćwiczenie 6
Rozwiąż nierówność x indeks górny, dwa, minus, siedem, razy, wartość bezwzględna z, x, koniec wartości bezwzględnej, plus, dwanaście, większy równy, zero. Zaznacz zbiór rozwiązań nierówności. Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, cztery, zamknięcie nawiasu ostrego, suma zbiorów nawias ostry, minus, trzy, przecinek, trzy, zamknięcie nawiasu ostrego, suma zbiorów nawias ostry, cztery, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, minus, nieskończoność, przecinek, minus, cztery, zamknięcie nawiasu ostrego, suma zbiorów nawias ostry, minus, dwa, przecinek, dwa, zamknięcie nawiasu ostrego, suma zbiorów nawias ostry, cztery, przecinek, nieskończoność, zamknięcie nawiasu, 3. nawias ostry, minus, cztery, przecinek, minus, dwa, zamknięcie nawiasu ostrego, suma zbiorów nawias ostry, dwa, przecinek, cztery, zamknięcie nawiasu ostrego, 4. nawias, minus, cztery, przecinek, dwa, zamknięcie nawiasu, suma zbiorów nawias, dwa, przecinek, cztery, zamknięcie nawiasu
R1CuMtivlaice3
Ćwiczenie 7
Zaznacz poprawną odpowiedź. Rozwiązaniem nierówności wartość bezwzględna z, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, sześć x, plus, dziewięć, koniec wartości bezwzględnej, większy niż, zero jest zbiór: Możliwe odpowiedzi: 1. liczby rzeczywiste, 2. zbiór pusty, 3. nawias klamrowy, trzy, zamknięcie nawiasu klamrowego, 4. liczby rzeczywiste, minus, nawias klamrowy, trzy, zamknięcie nawiasu klamrowego
RZmxtH9oY36x33
Ćwiczenie 8
Wpisz w wyznaczone miejsce odpowiednią liczbę.
Aby zbiorem rozwiązań nierówności wartość bezwzględna z, jeden, minus, x indeks górny, dwa, koniec wartości bezwzględnej, większy niż, x indeks górny, dwa, plus, m był zbiór nawias, minus, jeden, przecinek, jeden, zamknięcie nawiasu. m, równa się Tu uzupełnij

Słownik

wartość bezwzględna liczby x
wartość bezwzględna liczby x
x=xdla x0-xdla x<0