R19KNBX2P4PLV
Ilustracja przedstawia starą wagę sklepową stojącą na drewnianej ladzie. Wokół stoją kwiaty.

Nierówności liniowe

Źródło: Artem Beliaikin, dostępny w internecie: www.unsplash.com.

4. Zadania tekstowe prowadzące do nierówności liniowych

Jedną z najsłynniejszych nierówności jest tak zwana „nierówność trójkąta”, która mówi o tym, że suma długości dwóch dowolnych boków trójkąta musi być większa niż długość trzeciego boku. Jej twórcą jest grecki matematyk, Euklides.

R1D1U7OG7KFXF
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
a<b+c
b<a+c
c<a+b

Rozwiązywanie nierówności jest bardzo pomocne w analizowaniu problemów z różnych dziedzin życia.

Twoje cele
  • Uzupełnisz wyrażeniami algebraicznymi dane w tekście, opisujące warunki zadania.

  • Wybierzesz nierówności opisujące dany problem przedstawiony w zadaniu.

  • Zapiszesz i rozwiążesz nierówności opisujące dane zależności.

Przykład 1

Janek, wyjeżdżając na wycieczkę dostał pewną kwotę kieszonkowego. Pierwszego dnia wydał połowę tej kwoty, drugiego dnia trzecią część tego, co mu się zostało. Trzeciego dnia zauważył, że ma w portfelu nie więcej niż 20 .

Jaka jest maksymalna kwota kieszonkowego, którą mógł otrzymać Janek?

Rozwiązanie:

Przeprowadzimy najpierw analizę zadania:

x – kwota kieszonkowego Jacka,
12x – kwota pieniędzy, które Jacek wydał pierwszego dnia,
13 ·12x – kwota pieniędzy, które Jacek wydał drugiego dnia,
20  – maksymalna kwota, jaka została Jankowi w portfelu trzeciego dnia.

Zapiszemy teraz nierówność opisującą sytuację w zadaniu.

x-x2-13·12x20

x-x2-x620

Sprowadzamy ułamki do wspólnego mianownika i przekształcamy nierówności metodą nierówności równoważnych.

6x6-3x6-x620

26x20

13x20

x60

Czyli maksymalna kwota kieszonkowego Jacka to 60 .

Przykład 2

Zosia na wycieczce wydała czwartą część swojego kieszonkowego i jeszcze 35 . Zostało jej nie więcej niż 55 .

Ile pieniędzy kieszonkowego mogła mieć Zosia?

Rozwiązanie:

Niech:

x – oznacza kwotę pieniędzy kieszonkowego Zosi,

14x+35 – pieniądze wydane przez Zosię na wycieczce.

Zatem możemy ułożyć nierówność, którą rozwiążemy metodą nierówności równoważnychnierówności równoważnenierówności równoważnych.

x-14x+3555

x-14x-3555

34x90 |:34

x120

Oznacza to, że Zosia miała nie więcej niż 120  kieszonkowego. Nie mogła jednak wydać więcej pieniędzy, niż wynosiło jej kieszonkowe. Należy zatem zapisać jeszcze nierówność:

x14x+35

x-14x35

34x35 |:34

x4623

Zatem Zosia miała nie mniej niż 4623  i nie więcej niż 120  kieszonkowego.

Przykład 3

Niedaleko muzeum znajdują się dwa parkingi. Na parkingu A za pierwszą godzinę parkowania pobiera się opłatę 6 , a za każdą następną godzinę 3,40 . Na parkingu B za pierwszą godzinę płaci się 4 4,20  za każdą następną godzinę. Ile co najmniej godzin parkował samochód na parkingu A, jeżeli wiadomo, że za tę samą liczbę godzin na parkingu B zapłaciłby więcej?

Rozwiązanie:

Niech:

6  – opłata stała za pierwszą godzinę postoju na parkingu A,

3,40  – opłata za każdą godzinę postoju na parkingu A, poza pierwszą godziną,

4  – opłata stała za pierwszą godzinę postoju na parkingu B,

4,20  – opłata za każdą godzinę postoju na parkingu B, poza pierwszą godziną,

n – liczba godzin postoju samochodu na parkingu A, za które zapłacono 3,40  za godzinę.

Zapiszemy nierówność opisującą warunki zadania.

6+3,40·n<4+4,20·n

Rozwiążemy nierówność metodą nierówności równoważnych. Przenosimy niewiadome na lewą stronę, a liczby na prawą stronę nierówności.

Pamiętamy o zmianie znaku na przeciwny.

3,4n-4,2n<4-6

-0,8n<-2

Dzielimy obie strony nierówności przez -0,8 i zmieniamy znak nierówności na przeciwny.

-0,8n<-2 |:-0,8

n>-2-0,8

n>2,5

Ponieważ samochód zatrzymał się na parkingu A jeszcze przez pierwszą godzinę w cenie 6 , zatem

n+1>3,5

Odpowiedź:

Samochód na parkingu A parkował co najmniej 4 godziny.

Przykład 4

Dane są odcinki o długości x, x+1x+4. Jaką długość może mieć odcinek o długości x, aby z podanych odcinków można było zbudować trójkąt?

Najpierw przypomnimy sobie jaki warunek musi zachodzić, aby z trzech dowolnych odcinków można było zbudować trójkąt.

Aby z trzech odcinków można było zbudować trójkąt, suma dwóch dowolnych boków trójkąta musi być większa od długości trzeciego boku.

Z treści zadania wiemy, że bok x+4 jest najdłuższy, więc możemy zapisać nierówność trójkąta dla danych odcinków.

x+x+1>x+4

Następnie od obu stron nierówności odejmujemy x.

x+1>4

Od obu stron nierówności odejmujemy 1.

x>3

Zatem, aby z trzech danych odcinków można było zbudować trójkąt najkrótszy z nich musi być dłuższy niż 3.

Przykład 5

Wyznacz wszystkie wartości parametru m, dla których iloczyn przedziałówiloczyn zbiorów A i Biloczyn przedziałów -2;2m-1 oraz m+3;10 jest zbiorem niepustym.

Do rozwiązania zadania możesz użyć apletu. Używając suwaka, zmieniaj wartości parametru m i obserwuj położenie przedziałów na osi liczbowej.

RS77CJR66NP5G

Zadanie można też rozwiązać algebraicznie. Najpierw zapiszemy warunki, dzięki którym żaden z przedziałów nie będzie zbiorem pustym:
2m-1>-2 oraz m+3<10.

Zadanie można rozwiązać algebraicznie. Najpierw zapiszemy warunki, dzięki którym żaden z przedziałów nie będzie zbiorem pustym:
2m-1>-2 oraz m+3<10.

Aby te warunki rozwiązać, do obu stron pierwszej nierówności dodamy 1 i podzielimy przez 2:

2m-1>-2

2m-1+1>-2+1

2m>-1

2m2>-12

m>-12.

Ponadto od obu stron drugiej nierówności odejmujemy 3:

m+3<10

m+3-3<10-3

m<7.

Z obu nierówności wynika, że m należy do przedziału -12;7. Dla m z tego przedziału żaden z rozważanych przedziałów nie jest pusty. Teraz zapiszemy warunek gwarantujący, że iloczyn przedziałów nie jest pusty:
2m-1>m+3

Aby go rozwiązać, do obu stron nierówności dodajemy liczbę 1, a następnie odejmujemy m:

2m-1+1>m+3+1

2m>m+4

2m-m>m+4-m

m>4.

Zatem mamy dwa warunki do uwzględnienia: m-12;7 oraz m>4. Rozwiązaniem zadania jest przedział 4;7.

1

Animacja multimedialna

Przeanalizuj rozwiązania zadań przedstawionych w filmie samouczku. Zwróć uwagę na sposób zapisu danych w zadaniach oraz na metody zapisu i rozwiązywania nierówności podwójnych.

R3QJV2ZS8M6H7
Film nawiązujący do treści materiału.
Polecenie 1

Długości boków prostokąta wyrażają się  liczbami naturalnymi. Jeden z boków tego prostokąta  jest o 3 cm krótszy od drugiego. Obwód prostokąta jest mniejszy od 30 cm. Jaka może być największa długość dłuższego boku tego prostokąta?        

Galeria zdjęć interaktywnych

Zapoznaj się z galerią zdjęć interaktywnych. Spróbuj samodzielnie rozwiązać podany przykład. Sprawdź poprawność Twojego rozwiązania z rozwiązaniem przedstawionym na interaktywnych zdjęciach. Przeczytaj wskazówki umieszczone na slajdach.

1
Polecenie 2

Dla jakich wartości x pole trójkąta zaznaczonego w kwadracie o boku 10 jest mniejsze od 30?

R17PTCJJQROXM
1

Zestaw ćwiczeń interaktywnych

pullpage
Pokaż ćwiczenia:
R94OCNEHKRMDZ1
Ćwiczenie 1
Bilet ulgowy do teatru kosztuje dwanaście zł, a normalny osiemnaście zł. Ile normalnych biletów zakupiła Zosia, jeżeli do teatru wybrało się osiem osób, a Zosia zapłaciła za bilety więcej niż sto osiem zł? Możliwe odpowiedzi: 1. Co najwyżej dwa., 2. Co najmniej dwa., 3. Co najwyżej trzy., 4. Co najmniej trzy.
RNLPE48OKDKQU1
Ćwiczenie 2
W czterech opakowaniach znajdują się mniej niż siedemdziesiąt cztery lizaki, a w sześciu takich samych opakowaniach jest więcej niż sto pięć lizaków. Ile lizaków jest w opakowaniu?
Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. dziewiętnaście, 2. Więcej niż dziewiętnaście., 3. osiemnaście, 4. Mniej niż osiemnaście.
R1RU8TS6M3SGM2
Ćwiczenie 3
Wybierz taką liczbę dwucyfrową, której suma cyfr jest równa dziesięć i taką, żeby po przestawieniu cyfr otrzymać liczbę dwucyfrową, nie większą od szukanej liczby. Wskaż wszystkie poprawne odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. dziewiećdziesiąt dziewięć, 2. osiemdziesiąt dwa, 3. siedemdziesiąt trzy, 4. sześćdziesiąt cztery, 5. pięćdziesiąt pięć, 6. czterdzieści sześć, 7. trzydzieści siedem.
R4KL9KM7D6LNF2
Ćwiczenie 4
Dostępne opcje do wyboru: cztery, siedem, siedem a, cztery a, trzy. Polecenie: W pierwszym sklepie długopis kosztuje a złotych. W drugim sklepie długopis jest o trzy złote droższy i wtedy cztery sztuki długopisu z drugiego sklepu kosztują więcej, niż siedem sztuk długopisów z pierwszego sklepu. Wstaw w wolne miejsca odpowiednie jednomiany, aby nierówność była prawdziwa: 1. (tu uzupełnij) razy a mniejsze od (tu uzupełnij) razy a dodać trzy.
R18GQ4OCDV8472
Ćwiczenie 5
Suma dwóch kolejnych naturalnych liczb nieparzystych jest równa co najwyżej dwadzieścia. Wstaw do obszaru "Warunek spełniony" wszystkie pary liczb spełniające dany warunek, a pozostałe liczby do obszaru "Warunek niespełniony". Możliwe odpowiedzi: trzynaście i piętnaście, piętnaście i siedemnaście, trzy i pięć, pięć i siedem, siedem i dziewięć, minus jeden i jeden, jeden i trzy, jedenaście i trzynaście, dziewięć i jedenaście
R1J535XXTO7XX2
Ćwiczenie 6
Kuba codziennie na rowerze przejeżdża nie więcej niż cztery kilometry. Ile obrotów wykonuje w tym czasie koło roweru o średnicy pięćdziesiąt centymetry? Niech iks oznacza liczbę obrotów koła roweru. Wskaż wszystkie nierówności opisujące sytuację przedstawioną w zadaniu. Możliwe odpowiedzi: 1. pięć pi razy iks większe od czterdziestu tysięcy., 2. dwa pi razy dwadzieścia pięć razy iks mniejsze od czterysta tysięcy., 3. dwa pi razy dwadzieścia pięć razy iks większe od czterysta tysięcy., 4. dwa pi razy pięćdziesiąt razy iks większe od cztery., 5. dwa pi razy pięćdziesiąt razy iks większe od czterech tysięcy., 6. dwa pi razy dwadzieścia pięć razy iks większe od czterdziestu tysięcy
3
Ćwiczenie 7

Różnica kwadratów dwóch kolejnych naturalnych liczb parzystych jest nie większa od 28.

Podaj wszystkie pary takich liczb.

3
Ćwiczenie 8

Sprawdź, czy istnieje trójkąt o bokach 1+22, 52-1, 32-2.

3
Ćwiczenie 9

Dany jest trójkąt o bokach: 8, x i x+2. Bok x+2 jest najdłuższym bokiem tego trójkąta. Dla jakich wartości zmiennej x trójkąt ten będzie rozwartokątny? Ułóż odpowiednią nierówność i rozwiąż ją.

RSE2JFZVSHN33
2
Ćwiczenie 10

Wyznacz takie wartości parametru m, dla których przedziały A=-5;2m+1B=4m-3;15 są zbiorami niepustymi i jednocześnie rozłącznymi.

Słownik

nierówności równoważne
nierówności równoważne

nierówności, które posiadają taki sam zbiór rozwiązań