84943 (Линейные уравнения и неравенства), страница 2

Два неравенства с одной переменной х называются равносильными, если множества решений этих неравенств совпадают.

Основная идея решения неравенства состоит в следующем: мы заменяем данное неравенство другим, более простым, но равносильным данному; полученное неравенство снова заменяем более простым равносильным ему неравенством и т.д.

Такие замены осуществляются на основе следующих утверждений.

Теорема 1. Если какой-либо член неравенства с одной переменной перенести из одной части неравенства в другую с противоположным знаком, оставив при этом без изменения знак неравенства, то получится неравенство, равносильное данному.

Теорема 2. Если обе части неравенства с одной переменной умножить или разделить на одно и то же положительное число, оставив при этом без изменения знак неравенства, то получится неравенство, равносильное данному.

Теорема 3. Если обе части неравенства с одной переменной умножить или разделить на одно и то же отрицательное число, изменив при этом знак неравенства на противоположный, то получится неравенство, равносильное данному.

Линейным называется неравенство вида ax+b>0 (соответственно ax+b<0, ax+b0, ax+b0), где а и b – действительные числа, причем а0. Решение этих неравенств основано на трех теоремах равносильности изложенных выше.

Пример 1. Решить неравенство: 2(х-3)+5(1-х)3(2х-5).

Раскрыв скобки, получим 2х-6+5-5х6х-15,

-3х-16х-15, -9х-14, .

Ответ: .

Пример 2. Решить неравенство: .

Освободимся от знаменателей, для чего умножим обе части неравенства на положительное число 6, оставив без изменения знак неравенства.

, далее последовательно получаем ; .

Последнее неравенство верно при любом значении х, так как при любом значении переменной х получается истинное высказывание 0>-55. Поэтому множеством его решений служит вся числовая прямая.

Ответ: (-; +).

Пример 3. Решить неравенство: х-1<3.

На основании определения модуля данное неравенство запишем в виде совокупности двух систем неравенств

(1) (2)

решая эту совокупность получим (2), таким образом решением этого неравенства является промежуток (-2; 4).

Пример 4. Решить неравенство:х+1>2-х.

отсюда х>0,5 из первой системы, а вторая система – не имеет решения.

Ответ: (0,5; +)

5. Система и совокупности неравенств.

Говорят, что несколько неравенств с одной переменной образуют систему, если ставится задача найти множество общих решений заданных неравенств.

Значение переменной, при котором каждое из неравенств системы обращается в верное числовое неравенство, называется решением системы неравенств.

Множество решений системы неравенств есть пересечение множеств решений неравенств, образующих систему. Неравенства, образующие систему, объединяются фигурной скобкой.

Например:

Иногда используется запись в виде двойного неравенства. Например, систему неравенств можно записать в виде двойного неравенства .

Говорят, что несколько неравенств с одной переменной образуют совокупность, если ставится задача найти множество таких решений, каждое из которых является решением хотя бы одного из этих неравенств.

Значение переменной, при котором хотя бы одно из неравенств, образующих совокупность, обращается в верное числовое неравенство, называется решением совокупности неравенств.

Множество решений совокупности неравенств есть объединение множеств решений неравенств, образующих совокупность. Неравенства, образующие совокупность, иногда объединяются квадратной скобкой. Так, запись означает, что неравенства образуют совокупность.

Пример 1. Решить систему неравенств:

х

С помощью числовой прямой находим, что пересечением этих множеств служит интервал . Это и есть множество решений данной системы.

Пример 2. Решить совокупность неравенств:

П реобразовав каждое из неравенств, получим совокупность, равносильную данной

х

Объединением этих множеств служит промежуток , который и является решением совокупности неравенств.

6. Неравенства и системы неравенств с двумя переменными.

Известно, что пара действительных чисел (х0; у0) однозначно определяет точку координатной плоскости. Это дает возможность изображать множество решений неравенства или системы неравенств с двумя переменными геометрически, в виде некоторого множества точек координатной плоскости.

Пример 1. Дать геометрическую интерпретацию решения неравенства .

Преобразуем данное неравенство к виду .

Построим в прямоугольной системе координат прямую .

Так как ордината любой точки, лежащей выше прямой , больше, чем ордината точки, лежащей на прямой и имеющей такую же абсциссу, то множество точек плоскости, расположенных выше этой прямой и служит геометрической интерпретацией решения заданного неравенства.

у

1

х

Геометрическая интерпретация позволяет записать решение в виде

или

(для составления второй записи нужно преобразовать уравнение к виду, разрешенному относительно х).

Пример 2. Решить систему неравенств:

Найдем на координатной плоскости пересечение областей , получим геометрическое решение заданной системы неравенств.

y

x

(1; 4)

у= -х+5

(4; 1)

у=

Для того, чтобы записать решения, найдем координаты точек пересечения линий , .

Решив систему уравнений найдем координаты искомых точек: (1; 4) и (4; 1), таким образом приходим к системе

Задания для самостоятельного решения

Приведенные ниже задачи, являются контрольным заданием. Необходимо решить все задачи, однако, если это не удалось, присылайте те, которые решены. Правила оформления работ смотрите во вступительной статье.

М9.1.1 Решить уравнения:

а)

б)

в)

г)

д)

ж)

з)

и)

к)

М9.1.2 Указать, при каких значениях параметра а уравнение имеет бесконечно много решений:

М9.1.3 Указать, при каких значениях параметра а уравнение не имеет решений:

М9.1.4 Решить систему уравнений:

М9.1.5 При каких значениях параметра а система имеет бесконечно много решений?

М9.1.6 Решить задачи:

а) сплав состоит из цинка и меди, входящих в него в отношении 1:2, а другой сплав содержит те же металлы в отношении 2:3. Из скольких частей обоих сплавов можно получить третий сплав, содержащий те же металлы в отношении 17:27?

б) расстояние между пристанями А и В теплоход проходит по течению за 5 ч, а против течения за 6 ч. За сколько часов проплывет по течению это расстояние плот?

М9.1.7 Решить неравенство:

М9.1.8 Решить совокупность неравенств:

М9.1.9 Найти геометрические решения систем неравенств и, по крайней мере, один из видов записи решений:

а) б)

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.khspu.ru