Materiał ten poświęcony jest przedziałom liczbowym. Analizując zawarte tu przykłady, poznasz rodzaje przedziałów liczbowych i ich interpretację geometryczną.
Już wiesz
RXKaKI6fRWOYI1
Animacja ilustruje na osi liczbowej rozwiązywanie nierówności liniowych.
Animacja ilustruje na osi liczbowej rozwiązywanie nierówności liniowych.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja ilustruje na osi liczbowej rozwiązywanie nierówności liniowych.
Rozwiązania powyższych nierówności doprowadziły nas do zdefiniowania przedziałów nieograniczonych.
Przedziały nieograniczone
Definicja: Przedziały nieograniczone
Niech będzie dowolną liczbą rzeczywistą.
Zbiór liczb spełniających nierówność nazywamy przedziałem nieograniczonym lewostronnie otwartym. Taki przedział oznaczamy .
Zbiór liczb spełniających nierówność nazywamy przedziałem nieograniczonym lewostronnie domkniętym. Taki przedział oznaczamy .
Zbiór liczb spełniających nierówność nazywamy przedziałem nieograniczonym prawostronnie otwartym. Taki przedział oznaczamy .
Zbiór liczb spełniających nierówność nazywamy przedziałem nieograniczonym prawostronnie domkniętym. Taki przedział oznaczamy .
Przyjrzyjmy się teraz przedziałom ograniczonym.
Przykład 1
Zaznacz na osi liczbowej wszystkie liczby, które jednocześnie spełniają nierówności i .
RCPFpxmDMMClQ1
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -3 i 5 niezamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe od -3 i mniejsze od 5. Zapis: x należy (-3, 5).
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -3 i 5 niezamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe od -3 i mniejsze od 5. Zapis: x należy (-3, 5).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -3 i 5 niezamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe od -3 i mniejsze od 5. Zapis: x należy (-3, 5).
Taki przedział nazywamy otwartym. Należą do niego wszystkie liczby większe od i jednocześnie mniejsze od . Przedział otwarty oznaczamy . Nierówności i możemy zastąpić nierównością podwójną .
Zaznacz na osi liczbowej wszystkie liczby, które spełniają warunek .
R9QghuCT8sgQn1
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -3 i 5 zamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe lub równe -3 i mniejsze lub równe 5. Zapis: x należy <-3, 5>.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -3 i 5 zamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe lub równe -3 i mniejsze lub równe 5. Zapis: x należy <-3, 5>.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -3 i 5 zamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe lub równe -3 i mniejsze lub równe 5. Zapis: x należy <-3, 5>.
Taki przedział nazywamy domkniętym. Należą do niego wszystkie liczby większe lub równe i jednocześnie mniejsze lub równe . Przedział domknięty oznaczamy .
Zaznacz na osi liczbowej wszystkie liczby, które spełniają warunek .
R1SrpBXL9zYDb1
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punkcie o współrzędnej -3 niezamalowane kółko, w punkcie 5 zamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe od -3 i mniejsze lub równe 5. Zapis: x należy (-3, 5>.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punkcie o współrzędnej -3 niezamalowane kółko, w punkcie 5 zamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe od -3 i mniejsze lub równe 5. Zapis: x należy (-3, 5>.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punkcie o współrzędnej -3 niezamalowane kółko, w punkcie 5 zamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe od -3 i mniejsze lub równe 5. Zapis: x należy (-3, 5>.
Taki przedział jest otwarty z lewej strony i domknięty z prawej. Należą do niego wszystkie liczby większe od i jednocześnie mniejsze lub równe . Musimy pamiętać, że liczba nie należy do tego przedziału, a liczba do niego należy. Przedział ten oznaczamy .
Zaznacz na osi liczbowej wszystkie liczby, które spełniają warunek .
R1WvJGs3F5NeG1
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punkcie o współrzędnej -3 zamalowane kółko, w punkcie 5 niezamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe lub równe -3 i mniejsze od 5. Zapis: x należy <-3, 5).
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punkcie o współrzędnej -3 zamalowane kółko, w punkcie 5 niezamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe lub równe -3 i mniejsze od 5. Zapis: x należy <-3, 5).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punkcie o współrzędnej -3 zamalowane kółko, w punkcie 5 niezamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe lub równe -3 i mniejsze od 5. Zapis: x należy <-3, 5).
Taki przedział jest domknięty z lewej strony i otwarty z prawej. Należą do niego wszystkie liczby większe lub równe i jednocześnie mniejsze od . Musimy pamiętać, że liczba należy do tego przedziału, a liczba do niego nie należy. Przedział ten oznaczamy .
Przedziały ograniczone
Definicja: Przedziały ograniczone
Niech i będą dowolnymi liczbami rzeczywistymi, przy czym .
Przedziałem obustronnie otwartym nazywamy zbiór liczb spełniających warunek . Przedział ten oznaczamy .
Przedziałem obustronnie domkniętym nazywamy zbiór liczb spełniających warunek . Przedział ten oznaczamy .
Przykład 2
Usystematyzujemy wiadomości dotyczące przedziałów.
RAd3ucGKtuOhD1
Rysunek ośmiu osi liczbowych. Na pierwszej osi w punkcie o współrzędnej a niezamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe od a. Zapis: (a, plus nieskończoność), x >a. Na drugiej osi w punkcie o współrzędnej a zamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe lub równe a. Zapis: <a, plus nieskończoność), x większe lub równe a. Na trzeciej osi w punkcie o współrzędnej a niezamalowane kółko. Zaznaczone liczby mniejsze od a. Zapis: (minus nieskończoność, a), x <a. Na czwartej osi w punkcie o współrzędnej a zamalowane kółko. Zaznaczone liczby mniejsze lub równe a. Zapis: (minus nieskończoność, a>, x mniejsze lub równe a. Na piątej osi w punktach o współrzędnych a, b niezamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe od a i mniejsze od b. Zapis: (a, b), a <x <b. Na szóstej osi w punktach o współrzędnych a, b zamalowane kółka. Zaznaczone liczby większe lub równe a i mniejsze lub równe b. Zapis: <a, b>, a mniejsze lub równe x mniejsze lub równe b. Na siódmej osi w punkcie o współrzędnej a zamalowane kółko, w punkcie b niezamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe lub równe a i mniejsze od b. Zapis: <a, b), a mniejsze lub równe x <b. Na ósmej osi w punkcie o współrzędnej a niezamalowane kółko, w punkcie b zamalowane kółko. Zaznaczone liczby większe od a i mniejsze lub równe b. Zapis: <a, b), a < x mniejsze lub równe b.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przykład 3
Zaznacz na osi liczbowej wszystkie liczby należące jednocześnie do przedziału i do przedziału .
RBbFYs4cJny9a1
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 7 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich część wspólna. Zapis: (0, 7) iloczyn zbioru <-2, 4> =(0, 4>.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 7 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich część wspólna. Zapis: (0, 7) iloczyn zbioru <-2, 4> =(0, 4>.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 7 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich część wspólna. Zapis: (0, 7) iloczyn zbioru <-2, 4> =(0, 4>.
RmmyzkeIQ1La81
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami od -4 do 9. W punktach o współrzędnych -2 i 4 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich część wspólna.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przedział zawiera liczby, które należą do obu przedziałów jednocześnie. Przedział jest częścią wspólną (iloczynem) przedziałów i . Symbolicznie zapisujemy
.
Przykład 4
Zaznacz na osi liczbowej wszystkie liczby należące do przedziału lub do przedziału .
R1aXbXRlsCFPY1
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 4 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich suma. Zapis: (0, 7) suma zbioru <-2, 4> =<-2, 7).
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 4 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich suma. Zapis: (0, 7) suma zbioru <-2, 4> =<-2, 7).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Animacja przedstawia oś liczbową z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 4 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich suma. Zapis: (0, 7) suma zbioru <-2, 4> =<-2, 7).
RojZB27fgcdik1
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami od -4 do 9. W punktach o współrzędnych -2 i 4 zamalowane kółka, w punktach 0 i 7 niezamalowane kółka. Zaznaczone przedziały (0, 7) i <-2, 4> oraz ich suma.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przedział zawiera liczby, które należą do jednego z dwóch przedziałów (lub do obu jednocześnie). Przedział jest sumą przedziałów i . Symbolicznie zapisujemy
.
Część wspólna przedziałów. Suma przedziałów
Definicja: Część wspólna przedziałów. Suma przedziałów
Częścią wspólną (iloczynem) przedziałów i nazywamy zbiór złożony z liczb, które należą jednocześnie do obu przedziałów. Iloczyn przedziałów oznaczamy .
Sumą przedziałów i nazywamy przedział zawierający wszystkie liczby z przedziałów i . Sumę przedziałów oznaczamy
1
Ćwiczenie 1
Zaznacz na osi liczbowej liczby, które
należą do sumy przedziałów oraz ,
R2URr2dFxoNqf
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2.należą do sumy przedziałów oraz ,
R2URr2dFxoNqf
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
należą do części wspólnej przedziałów i ,
R2URr2dFxoNqf
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
należą do części wspólnej przedziałów i .
R2URr2dFxoNqf
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Znajdź liczby, które
należą do sumy przedziałów oraz ,
należą do sumy przedziałów oraz ,
należą do części wspólnej przedziałów i ,
należą do części wspólnej przedziałów i .
Przypomnij sobie definicję części wspólnej i sumy przedziałów.
R1dQLzoUYQknF
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami od -5 do 8. W punktach o współrzędnych -3, 0, 4 niezamalowane kółka. Zaznaczona suma przedziałów (-3, 4) i (0, nieskończoność). Zapis: (-3, nieskończoność). Rozwiązanie zadania podpunkt a.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Rn1qClygKNMec
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami od -6 do 6. W punktach o współrzędnych -2 i 5 zamalowane kółka, w punkcie -5 niezamalowane kółko. Zaznaczona suma przedziałów (-5, -2> i <-2, 5). Zapis: (-5, 5>. Rozwiązanie zadania podpunkt b.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
RwVEWjVjVvML8
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami od -5 do 7. W punktach o współrzędnych -2 i 4 zamalowane kółka, w punkcie -5 niezamalowane kółko. Zaznaczona część wspólna przedziałów (minus nieskończoność, 5> i <-2, 4). Zapis: <-2, 4>. Rozwiązanie zadania podpunkt c.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
RDOTKxKidHoJi
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami od 1 do 13. W punktach o współrzędnych 6 i 10 zamalowane kółka. Zaznaczona część wspólna (4, 6> i <6, 10>. Zapis: Jedyną liczbą należącą do obu przedziałów jest 6. Rozwiązanie zadania podpunkt d.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.