Обложка

4. Рационални Неравенства

Избери решение на задача:

Задача 1 (безплатна)

Кратко решение

а)

\[ \begin{cases} 12x + 3 - 2x + 14 > 6x - 3 \\ 9x - 3 \geq 10x - 20 \end{cases} \] \[ \begin{cases} 10x + 17 > 6x - 3 \\ -x \geq -17 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 4x > -20 \\ x \leq 17 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} x > -5 \\ x \leq 17 \end{cases} \] \[ x \in (-5; 17] \]

б)

\[ \begin{cases} (4x^2 - 4x + 1) + 6x < 4x^2 - 8x + 3x - 6 - 7 \\ x^2 - 9 > x^2 - 4x + 4 + 3 \end{cases} \] \[ \begin{cases} 4x^2 + 2x + 1 < 4x^2 - 5x - 13 \\ x^2 - 9 > x^2 - 4x + 7 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 7x < -14 \\ 4x > 16 \end{cases} \] \[ \begin{cases} x < -2 \\ x > 4 \end{cases} \Rightarrow x \in \emptyset \]

Подробно решение

а)

Стъпка 1: Разкриване на скобите

Първо разкриваме скобите във всяко от неравенствата: \[ \begin{cases} 3(4x+1) - 2(x-7) > 6x - 3 \\ 9x - 3 \geq 5(2x-4) \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 12x + 3 - 2x + 14 > 6x - 3 \\ 9x - 3 \geq 10x - 20 \end{cases} \]

Стъпка 2: Опростяване и изолиране на променливата

Събираме подобните членове и прехвърляме променливите отляво, а числата отдясно: \[ \begin{cases} 10x + 17 > 6x - 3 \\ 9x - 10x \geq -20 + 3 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 10x - 6x > -3 - 17 \\ -x \geq -17 \end{cases} \] \[ \begin{cases} 4x > -20 \\ x \leq 17 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} x > -5 \\ x \leq 17 \end{cases} \]

Стъпка 3: Намиране на общото решение

Сечението на интервалите \( (-5; +\infty) \) и \( (-\infty; 17] \) е \( x \in (-5; 17] \).

б)

Стъпка 1: Разкриване на скобите и използване на формули за съкратено умножение

Разкриваме скобите, като използваме формулите \( (a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 \) и \( (a+b)(a-b) = a^2 - b^2 \): \[ \begin{cases} (4x^2 - 4x + 1) + 6x < (4x^2 - 8x + 3x - 6) - 7 \\ x^2 - 9 > (x^2 - 4x + 4) + 3 \end{cases} \]

Стъпка 2: Опростяване

Премахваме еднаквите членове \( 4x^2 \) и \( x^2 \) от двете страни: \[ \begin{cases} 4x^2 + 2x + 1 < 4x^2 - 5x - 13 \\ x^2 - 9 > x^2 - 4x + 7 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 2x + 5x < -13 - 1 \\ -9 + 4x > 7 \end{cases} \]

Стъпка 3: Изолиране на променливата

\[ \begin{cases} 7x < -14 \\ 4x > 16 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} x < -2 \\ x > 4 \end{cases} \] Тъй като няма стойност за \( x \), която да е едновременно по-малка от \( -2 \) и по-голяма от \( 4 \), системата няма решение: \( x \in \emptyset \).

Кратък запис на решението:

а)

\[ \begin{cases} 10x+17 > 6x-3 \\ 9x-3 \geq 10x-20 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 4x > -20 \\ -x \geq -17 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} x > -5 \\ x \leq 17 \end{cases} \Rightarrow x \in (-5; 17] \]

б)

\[ \begin{cases} 4x^2-4x+1+6x < 4x^2-5x-13 \\ x^2-9 > x^2-4x+7 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 7x < -14 \\ 4x > 16 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} x < -2 \\ x > 4 \end{cases} \Rightarrow x \in \emptyset \]

Най-важното от урока

Модулни неравенства:
  • \(|f(x)| < c \Leftrightarrow -c < f(x) < c\)
  • \(|f(x)| > c \Leftrightarrow f(x) < -c\) или \(f(x) > c\)
Квадратни неравенства: Намерете корените. Ако \(a>0\), изразът е положителен извън корените и отрицателен между тях. Ако \(a<0\), е обратното.
Метод на интервалите: Намерете всички корени, подредете ги на ос, определете знаците в интервалите и изберете нужните.
Системи неравенства: Решете всяко неравенство поотделно и намерете сечението (общата част) на решенията им.
Решаването на модулни неравенства се свежда до два основни случая в зависимост от знака на неравенството.
Правило 1: Неравенството \(|ax+b| < c\) (където \(c>0\)) е еквивалентно на двойното неравенство: \[-c < ax+b < c\]
Неравенството \(|3x+5| < 8\) се решава така:
\(-8 < 3x+5 < 8\)
\(-13 < 3x < 3\)
\(-\frac{13}{3} < x < 1\), т.е. \(x \in \left(-\frac{13}{3}, 1\right)\).
Правило 2: Неравенството \(|ax+b| > c\) (където \(c>0\)) е еквивалентно на две отделни неравенства: \[ax+b < -c \quad \text{или} \quad ax+b > c\]
Неравенството \(|4-5x| > 6\) се решава така:
\(4-5x < -6\) или \(4-5x > 6\)
\(-5x < -10 \Rightarrow x > 2\)
\(-5x > 2 \Rightarrow x < -\frac{2}{5}\)
Решението е обединението на интервалите: \(x \in \left(-\infty, -\frac{2}{5}\right) \cup (2, \infty)\).
Решете неравенството \(|x - 4| \leq 5\).
Прилагаме правило 1:
\(-5 \leq x - 4 \leq 5\)
\(-5 + 4 \leq x \leq 5 + 4\)
\(-1 \leq x \leq 9\)
Отговор: \(x \in [-1, 9]\).
Решението на квадратно неравенство \(ax^2+bx+c \lessgtr 0\) зависи от знака на коефициента \(a\) и корените \(x_1, x_2\) на уравнението \(ax^2+bx+c=0\).
Намерете корените \(x_1\) и \(x_2\) на уравнението \(ax^2+bx+c=0\) чрез дискриминантата \(D = b^2-4ac\).
Определете интервалите въз основа на знака на \(a\).
  • Ако \(a > 0\) (параболата е обърната нагоре):
    • \(ax^2+bx+c > 0\) има решение \(x \in (-\infty, x_1) \cup (x_2, \infty)\) (извън корените).
    • \(ax^2+bx+c < 0\) има решение \(x \in (x_1, x_2)\) (между корените).
  • Ако \(a < 0\) (параболата е обърната надолу):
    • \(ax^2+bx+c > 0\) има решение \(x \in (x_1, x_2)\) (между корените).
    • \(ax^2+bx+c < 0\) има решение \(x \in (-\infty, x_1) \cup (x_2, \infty)\) (извън корените).
{Таблица, показваща знака на квадратния тричлен \( ax^2+bx+c \) в зависимост от дискриминантата D и коефициента a. Таблицата разглежда три случая за D (D>0, D=0, D<0) и два случая за a (a>0, a<0), като показва разположението на корените \( x_1, x_2 \) (ако съществуват) и знака на тричлена в съответните интервали.}
Решете \(x^2 - 5x + 6 \leq 0\).
1. Намираме корените на \(x^2 - 5x + 6 = 0\). Те са \(x_1=2\) и \(x_2=3\).
2. Старшият коефициент е \(a=1 > 0\).
3. Търсим кога тричленът е \(\leq 0\), което при \(a>0\) е между корените.
Решение: \(x \in [2, 3]\).
Решете неравенството \(x^2 - 3x - 10 > 0\).
1. Корените на \(x^2 - 3x - 10 = 0\) са \(x_1 = -2\) и \(x_2 = 5\).
2. Старшият коефициент е \(a=1 > 0\).
3. Търсим кога изразът е \(>0\), което при \(a>0\) е извън корените.
Отговор: \(x \in (-\infty, -2) \cup (5, \infty)\).
Този метод се използва за решаване на по-сложни неравенства, които са представени като произведение или частно на множители.
Прехвърлете всичко от едната страна на неравенството, така че от другата да остане 0.
Разложете числителя и знаменателя на възможно най-прости множители.
Намерете корените на всеки множител и ги нанесете подредени върху числова ос. Те разделят оста на интервали.
Определете знака в най-десния интервал. Обикновено той е "+". След това редувайте знаците ("-", "+", "-") при преминаване през всеки корен.
Запишете решението, като изберете интервалите, които отговарят на знака на неравенството. Внимавайте с корените на знаменателя - те никога не са част от решението!
Решете \(\frac{x-2}{x+1} \geq 0\).
1. Коренът на числителя е \(x=2\). Коренът на знаменателя е \(x=-1\).
2. Нанасяме -1 и 2 на числовата ос.
3. В интервала \((2, \infty)\) изразът е положителен. Редуваме знаците:
\( (-\infty, -1) \quad (+) \quad (-1, 2] \quad (-) \quad [2, \infty) \quad (+) \)
4. Търсим \(\geq 0\). Решението е \(x \in (-\infty, -1) \cup [2, \infty)\). Забележете, че -1 е изключено, защото е корен на знаменателя.
Решете неравенството \((x+3)(x-5) < 0\).
1. Корените са \(x=-3\) и \(x=5\).
2. Нанасяме ги на числовата ос.
3. Знаците в интервалите са: \( (-\infty, -3) \quad (+) \quad (-3, 5) \quad (-) \quad (5, \infty) \quad (+) \)
4. Търсим кога изразът е \(< 0\).
Отговор: \(x \in (-3, 5)\).
За да се реши система от неравенства, се решава всяко неравенство поотделно, след което се намира сечението (общата част) на техните решения.
Решете системата \( \begin{cases} 3x > -12 \\ x \leq 7 \end{cases} \).
1. Решението на първото неравенство е \(x > -4\), т.е. \(x \in (-4, \infty)\).
2. Решението на второто неравенство е \(x \leq 7\), т.е. \(x \in (-\infty, 7]\).
3. Намираме сечението на двата интервала: \((-4, \infty) \cap (-\infty, 7]\).
Решение: \(x \in (-4, 7]\).
Решете системата \( \begin{cases} x-2 > 0 \\ x+1 \leq 5 \end{cases} \).
1. От \(x-2 > 0\) следва \(x > 2\).
2. От \(x+1 \leq 5\) следва \(x \leq 4\).
3. Общото решение е сечението на \(x>2\) и \(x \leq 4\).
Отговор: \(x \in (2, 4]\).

Задачи за упражнение

Лесна: Решете квадратното неравенство \(x^2 - 16 \leq 0\).
Корените на \(x^2 - 16 = 0\) са \(x_1 = -4\) и \(x_2 = 4\). Старшият коефициент \(a=1>0\). Търсим къде изразът е \(\leq 0\), което е между корените.
Отговор: \(x \in [-4, 4]\).
Средна: Решете модулното неравенство \(|2x - 3| > 7\).
Неравенството е еквивалентно на \(2x - 3 < -7\) или \(2x - 3 > 7\).
1. \(2x < -4 \Rightarrow x < -2\)
2. \(2x > 10 \Rightarrow x > 5\)
Отговор: \(x \in (-\infty, -2) \cup (5, \infty)\).
Трудна: Решете чрез метода на интервалите \(\frac{(x-1)(x+5)}{x-3} \geq 0\).
Корените са \(x=1, x=-5, x=3\). Подреждаме ги на числовата ос: -5, 1, 3.
Знаците в интервалите са:
\((-\infty, -5] \quad (-) \quad [-5, 1] \quad (+) \quad [1, 3) \quad (-) \quad (3, \infty) \quad (+)\)
Търсим къде изразът е \(\geq 0\). Коренът на знаменателя \(x=3\) се изключва.
Отговор: \(x \in [-5, 1] \cup (3, \infty)\).

Надвий
домашното
с хиляди решения, уроци и тестове:

Математика

97240 решения

2132 уроци и тестове

Иконка Математика
4 клас
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас

Литература

773 материали

Иконка Литература
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас