Przeanalizuj przykłady przedstawiające rozwiązania trudniejszych nierówności z wartością bezwzględną. Przed ich przeczytaniem spróbuj samodzielnie wybrać sposób potrzebny do rozwiązania nierówności, spośród już poznanych. Pamiętaj, że często trzeba będzie skorzystać z więcej niż jednej metody i rozpatrzeć kilka przypadków.

Przypomnij sobie pojęcia alternatywy i koniunkcji nierówności.

Przykład 1

Rozwiąż nierówność x+2-4+1≤3.

Przekształcamy nierówność równoważnie, a następnie opuszczamy zewnętrzny moduł, korzystając z poznanej już własności wartości bezwzględnej liczby.

Dla dowolnego a∈ℝ i dowolnego b>0:

a≤b⇔-b≤a≤b.

x+2-4+1≤3 -1

x+2-4≤2

-2≤x+2-4≤2 +4

2≤x+2≤6

Otrzymaliśmy koniunkcję dwóch nierównościkoniunkcja dwóch nierównościkoniunkcję dwóch nierówności: x+2≥2 ∧ x+2≤6.

Rozwiązujemy je kolejno.

  • warunek I:

    x+2≥2

    x+2≤-2 ∨ x+2≥2

    x≤-4 ∨ x≥0

    A zatem pierwszy warunek spełniają liczby x∈-∞, -4∪0, ∞.

  • warunek II:

    x+2≤6

    -6≤x+2≤6 -2

    -8≤x≤4

    Drugi warunek spełniają liczby x∈-8, 4.

Możemy zaznaczyć otrzymane zbiory rozwiązań na jednej osi liczbowej.

R1awb4b5iZ50Z

Rozwiązaniem jest iloczyn otrzymanych przedziałów, a więc ostatecznie:

x∈-8, -4∪0, 4

Przykład 2

Rozwiąż nierówność 4·x+3+2x>6.

W tym przykładzie skorzystamy z algebraicznej definicji wartości bezwzględnej.

Rozpatrzymy więc dwa przypadki, gdzie ostatecznym rozwiązaniem będzie alternatywa dwóch nierównościalternatywa dwóch nierównościalternatywa dwóch nierówności

  • przypadek I:

    x+3≥0⇔x≥-3⇒x+3=x+3

    Wtedy nierówność przyjmuje postać:

    4·x+3+2x>6

    4x+12+2x>6

    6x>-6

    x>-1

    Rozwiązaniem tego warunku są liczby spełniające układ nierówności

    x≥-3x>-1⇒x∈-1, ∞

  • przypadek II:

    x+3<0⇔x<-3⇒x+3=-x-3

    Wtedy nierówność przyjmuje postać:

    4·-x-3+2x>6

    -4x-12+2x>6

    -2x>18

    x<-9

    Rozwiązaniem tego warunku są liczby spełniające układ nierówności

    x≤-3x<-9 ⇒x∈-∞, -9.

Ostatecznie:

x∈-∞, -9∪-1, ∞

Przykład 3

Rozwiąż nierówność 3x2+2x+1+2·x+1≤10.

Przy rozwiązywaniu tej nierówności, będziemy korzystać z własności wartości bezwzględnej.

Dla dowolnego a∈ℝ:

a2=a

3x2+2x+1+2·x+1≤10

3x+12+2·x+1≤10

3·x+1+2·x+1≤10

Otrzymaliśmy dwa takie same moduły, a więc możemy je dodać.

5·x+1≤10

x+1≤2

Taką nierówność już doskonale potrafisz rozwiązać.

-2≤x+1≤2

-2-1≤x≤2-1

-3≤x≤1

Zapisujemy zbiór rozwiązań:

x∈-3, 1.

Słownik

alternatywa dwóch nierówności
alternatywa dwóch nierówności

dwie nierówności połączone spójnikiem logicznym „lub” ∨; jej zbiorem rozwiązań są liczby, które spełniają pierwszą lub drugą nierówność

koniunkcja dwóch nierówności
koniunkcja dwóch nierówności

dwie nierówności połączone spójnikiem logicznym „i” ∧; jej zbiorem rozwiązań są liczby, które spełniają jednocześnie pierwszą i drugą nierówność