22 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Линейные неравенства с модулем примеры

Линейные неравенства с модулем примеры

Репетитору по математике часто приходится сталкиваться с отсутствием у старшеклассников навыков решения простейших уравнений и неравенств с модулем. Между тем среди заданий С3 или С5 из ЕГЭ по математике таковые могут встретиться. Даже если их не будет на экзамене в явном виде, в процессе выполнения некоторых задач из ЕГЭ вам, возможно, придется столкнуться с решением того или иного задания с модулем. Поэтому научиться решать уравнения и неравенства с модулем должен каждый выпускник средней школы. В данной статье рассмотрены некоторые способы их решения. Присутствует также видеоразбор решения одного уравнения, содержащего модуль.

Считается, что чем больше способов решения существует у задачи, тем она интереснее с математической точки зрения. Уравнения и неравенства с модулями можно поэтому смело назвать интересными. Рассмотрим пример.

Решение. Постараемся найти как можно большее количество решений данного уравнения. Подробное объяснение решений смотрите в видеоуроке.

Способ №1. Решение возведением в квадрат. Просто возводим обе части уравнения в квадрат. При этом не забываем, что подобное преобразование не является равносильным. Из-за этого могут появиться посторонние корни, поэтому полученные решения необходимо будет проверить прямой подстановкой в исходное уравнение.

Путем прямой подстановки полученных решений в исходное уравнение убеждаемся, что посторонних корней среди них нет. На самом деле в данном конкретном задании отсутствует необходимость проверки корней. Возведение обеих частей этого уравнения в квадрат не может привести к приобретению посторонних решений. Подумайте самостоятельно, почему это так.

Способ №2. Метод интервалов. Не совсем верное название, но мы его здесь употребим, поскольку в методической литературе оно встречается. Для решения нам потребуется найти значение переменной при котором подмодульное выражение обращается в ноль: Наносим эту точку на числовую прямую и определяем знаки подмодульного выражения на полученных промежутках.

Далее на каждом промежутке раскрываем знак модуля в соответствии с полученными данными:

  • при подмодульное выражение отрицательно, и модуль раскрывается со знаком минус: или Дискриминант этого квадратного уравнения отрицателен, корней нет.
  • при подмодульное выражение положительно, и модуль раскрывается со знаком плюс: или Корни уравнения и Оба принадлежат рассматриваемому нами промежутку.

Способ №3. Замена уравнения смешанной системой. Известно, что:

Для тех, кто не знает, какой именно смысл вкладывается в математике в фигурные и квадратные скобки, рекомендую ознакомиться со статьей «Решение систем логарифмических и показательных неравенств». То есть в нашем случае:

Легко заметить, что первое неравенство выполняется при любом значении Следовательно, в составе системы на него вообще можно не обращать внимания. Ситуация несколько упрощается:

Способ №4. Графический. Строим в одной системе координат графики функции и Абсциссы точек их пересечения будут являться решениями уравнения. Метод менее точный, но более наглядный. Видно, что это все те же и

Соответствующие графики функций на одном координатном поле.

На этом список стандартных способов решения данного уравнения с модулем исчерпан. Придумайте свои нестандартные.

Методы решения уравнений и неравенств с модулем

Методы решения уравнений и неравенств с модулем

Цели. Целью моей работы является классификация методов решения уравнений и неравенств, содержащих переменную под знаком модуля (абсолютной величины). Данное исследование возникло из необходимости обобщить все знания по этой теме для проникающего повторения при подготовке к Единому Государственному Экзамену в 10 – 11 классах. В результате исследования мне удалось выделить три основных метода, которые являются универсальными для решения уравнений (неравенств) своего типа, а так же, были выявлены частные случаи этих методов, упрощающие общую схему решения.

Читать еще:  Стол для веранды своими руками чертежи

Считаю, что данная работа будет полезна ученикам 11-х классов.

Типы уравнений (неравенств) и методы их решения:

I. Простейшие – уравнения и неравенства вида

|f(x)| = a, |f(x)| a, где а – любое число.

При решении простейших уравнений и неравенств исходим из определения модуля, как расстояния от нуля до числа, выраженного в единичных отрезках.

1. Рассмотрим уравнения вида | f(x)| = a:

Решение неравенства – множество значений f(х) «между» числами а и – а:

двойное неравенство — a а ():

б). Если а = 0, то |f(x)| > 0. Тогда , т. к. |f(x)| 0.

(|f(x)|0. Решение: (см. выше)).

|f(x)| > a Решение неравенства: множество значений х «за» числами а и – а.

1.| x+2| = 3

2.

Ответ: x = 3, x = -1.

3., тогда или

.

Ответ: (-∞;1 ).

4. | x2 +5x | ≥ 6,

Ответ: (-∞;-6][-3;-2] [1;+ ∞).

    |f(x)| = f(x) f(x) ≥ 0 Решение уравнения – решение неравенства. |f(x)| = — f(x) f(x) ≤ 0. |f(x)|=|g(x)|

1.

x = 1, x =3.

2.| x2 – 1| = (x – 1)(x + 1),

Ответ: (-∞; — 1] [1;+ ∞).

II. По определению модуля.

Если в уравнении или неравенстве один модуль и функция (|f(x)| * g(x)), то решаем по определению модуля:

|f(x)|=

Для этого нужно рассмотреть два случая, раскрывая модуль, в зависимости от знака подмодульного выражения Изменения происходят только в части, содержащей модуль.

1. 2|x +1|>x+4,

Ответ:

2.

Ответ: x = 1, x = —

Данное равенство возможно, только если . Тогда:

Только для уравнений, в которых g(x) проще f(x).

1.

Ответ: x = 1, x = 6.

III. Метод интервалов

А) В случае, когда в уравнении или неравенстве сумма (разность) нескольких модулей.

1.

1.Приведем подмодульные выражения к виду ax + b, где a > 0, по свойству . .

2.Найдем нули модулей: х = — 1, х = 4.

3.Отметим нули модулей на числовом луче и выделим числовые промежутки.

4.Заполним таблицу и расставим знаки, используя свойство линейной функции y = kx + b при k>0 (возрастающая функция, при переходе через ноль знак меняется с « — » на « + »).

Решение неравенств с модулями

Методы (правила) раскрытия неравенств с модулями заключаются в последовательном раскрытии модулей, при этом используют интервалы знакопостоянства подмодульных функций. В конечном варианте получают несколько неравенств из которых и находят интервалы или промежутки, которые удовлетворяют условию задачи.

Перейдем к решению распространенных на практике примеров.

Линейные неравенства с модулями

Под линейными понимаем уравнения, в которых переменная входит в уравнение линейно.

Пример 1. Найти решение неравенства

Решение:
Из условия задачи следует, что модули превращаются в ноль при x=-1 и x=-2. Эти точки разбивают числовую ось на интервалы

В каждом из этих интервалов решим заданное неравенство. Для этого прежде всего составляем графические рисунки областей знакопостоянства подмодульных функций. Их изображают в виде областей с знаками каждой из функций


или интервалов со знаками всех функций.

На первом интервале раскрываем модули

Умножаем обе части на минус единицу, при этом знак в неравенстве поменяется на противоположный. Если Вам до этого правила трудно привыкнуть, то можете перенести каждую из частей за знак, чтобы избавиться минуса. В конечном варианте Вы получите

Пересечением множества x>-3 с областью на которой решали уравнения будет интервал (-3;-2) . Для тех кому легче искать решения графически можете рисовать пересечение этих областей

Общие пересечение областей и будет решением. При строгом неровности края не включают. При нестрогое проверяют подстановкой.

На втором интервале получим

Сечением будет интервал (-2;-5/3). Графически решение будет иметь вид

Читать еще:  С чего начать пошаговая инструкция для фрилансерановичка

На третьем интервале получим

Данное условие не дает решений на искомой областе.

Поскольку два найдены решения (-3;-2) и (-2;-5/3) граничат точкой x=-2 , то проверяем и ее.

Таким образом точка x=-2 является решением. Общее решение с учетом этого будет выглядеть (-3;5/3).

Пример 2. Найти решение неравенства
|x-2|-|x-3|>=|x-4|

Решение:
Нулями подмодульных функций будут точки x=2, x=3, x=4 . При значениях аргументов меньше этих точек подмодульные функции отрицательные, а при больших – положительные.

Точки разбивают действительную ось на четыре интервала. Раскрываем модули согласно интервалов знакопостоянства и решаем неравенства.

1) На первом интервале все подмодульные функции отрицательные, поэтому при раскрытии модулей меняем знак на противоположный.



Пересечением найденных значений x с рассматриваемым интервалом будет множество точек

2) На промежутке между точками x=2 и x=3 первая подмодульная функция положительная, вторая и третья – отрицательные. Раскрывая модули, получим



неравенство, которое в пересечении с интервалом, на котором решаем, дает одно решение – x=3.

3) На промежутке между точками x=3 и x=4 первая и вторая подмодульные функции положительные, а третья – отрицательная. На основе этого получим


Это условие показывает, что целый промежуток [3;4] будет удовлетворять неравенство с модулями.

4) При значениях x>4 все функции знакоположительные. При раскрытии модулей их знак не меняем.


Найденное условие в пересечении с интервалом дает следующее множество решений

Поскольку неравенство решено на всех интервалах, то остается найти общее всех найденных значений x. Решением будут два интервала

На этом пример решен.

Пример 3. Найти решение неравенства
||x-1|-5|>3-2x

Решение:
Имеем неравенство с модулем от модуля. Такие неравенства раскрывают по мере вложенности модулей, начиная с тех, которые размещены глубже.

Подмодульная функция x-1 преобразуется в нуль в точке x=1 . При меньших значениях за 1 она отрицательная и положительная для x>1 . На основе этого раскрываем внутренний модуль и рассматриваем неравенство на каждом из интервалов.

Сначала рассмотрим интервал от минус бесконечности до единицы


Подмодульная функция равна нулю в точке x=-4 . При меньших значениях она знакоположительная, при больших – отрицательная. Раскроем модуль для x 1

Подмодульная функция отрицательная для x 6 получим неравенство

Также решая получили пустое множество.
Учитывая все выше изложенное, единственным решением неравенства с модулями будет следующий интервал.

Неравенства с модулями, содержащие квадратные уравнения

Пример 4. Найти решение неравенства
|x^2+3x|>=2-x^2

Решение:
Подмодульная функция обращается в нуль в точках x=0, x=-3. Простой подстановкой минус единицы

устанавливаем, что она меньше нуля на интервале (-3;0) и положительная за его пределами.
Раскроем модуль в областях где подмодульная функция положительная

Осталось определить области, где квадратная функция положительная. Для этого определяем корни квадратного уравнения

Для удобства подставляем точку x=0, которая принадлежит интервалу (-2;1/2). Функция отрицательная в этом интервале, значит решением будут следующие множества x

Здесь скобками обозначены края областей с решениями, это сделано сознательно, учитывая следующее правило.

ЗАПОМНИТЕ: Если неравенство с модулями, или простое неравенство является строгим, то края найденных областей не являются решениями, если же неравенства нестроги ()то края являются решениями (обозначают квадратными скобками).

Это правило использует многие преподаватели: если задано строгое неравенство, а Вы при вычислениях запишете в решении квадратную скобку ([,]) – они автоматом посчитают это за неправильный ответ. Также при тестировании, если задано нестрогое неравенство с модулями, то среди решений ищите области с квадратными скобками.

На интервале (-3;0) раскрывая модуль меняем знак функции на противоположный

Учитывая область раскрытия неравенства, решение будет иметь вид

Вместе с предыдущей областью это даст два полуинтервала

Читать еще:  Самодельный ленточный шлифовальный станок чертеж

Пример 5. Найти решение неравенства
9x^2-|x-3|>=9x-2

Решение:
Задано нестрогое неравенство, подмодульная функция которого равна нулю в точке x=3. При меньших значениях она отрицательная, при больших – положительная. Раскрываем модуль на интервале x 3

Дискриминант квадратного уравнения

отрицательный, следовательно действительных корней нет.
Единственным решением является промежуток [-1/9;1] .

Давайте выполним данные вычисления в математическом пакете Maple. Анализа подмодульных функций и склеивания областей Вы при этом не увидите, зато без труда получите только правильные решения.

Фрагмент кода в Maple и результаты расчетов приведены ниже

> restart ; — зануление всех переменных

> Q1:=abs(x+1)>2*abs(x+2); — запись уравнения с модулями

> solve(Q1,x); — решение уравнения с модулями

Здесь RealRange() означает действительный промежуток, Open() — показывает, что края промежутка не включаются (круглые скобки)

В среде Maple легко реализуется решения иррациональных, логарифмических неравенств с модулями и других. Достаточно лишь ввести заданную неравенство и вызвать команду solve() — решение. Таким образом можно получить решения столь сложных заданий с модулями, что все известные аналитические методы перед ними бессильны.

Уравнение с модулями требуют большого внимания при решении. Сама меньше невнимательности или ошибка со знаком может привести к лишним решений или их нехватки. При вычислениях можете выполнять проверку методом подстановки. Также можете проверить решения с помощью Maple или других известных Вам математических программ.

Неравенство с двумя модулями. Часть II

«Неравенство с двумя модулями. Часть I» смотрим здесь.

Решим неравенство

Правило раскрытия модуля говорит, что раскрытие модуля зависит от того, какой знак имеет подмодульное выражение. Стало быть, нас будут интересовать нули подмодульных выражений, – смена знака подмодульного выражения возможна только в них.

В нашем случае нуль первого модуля – это 4, нули второго подмодульного выражения – это -3 и 2.

Вся числовая ось указанными точками разбивается на 4 промежутка. Нам предстоит поработать с неравенством в каждом из них.

Если у вас возник вопрос, почему, например, в крайнем левом промежутке у нас число -3 не включено, а на следующем включено (аналогично с другими), – ответим на него. На самом деле, – все равно, куда именно вы включите концы промежутков. Лишь бы при склейке все промежутки давали бы нам всю числовую прямую, если мы работаем на R.

Выясним, как распределяются знаки подмодульных выражений на каждом из промежутков.

Начнем с первого подмодульного выражения. Очевидно, что при 4″ title=»Rendered by QuickLaTeX.com» height=»15″ width=»48″ style=»vertical-align: -1px;»/> знак выражения – минус, то есть , а при .

«Переключателями» же знака второго подмодульного выражения из неравенства являются точки -3 и 2. Если , то при остальных имеем: 0″ title=»Rendered by QuickLaTeX.com» height=»20″ width=»127″ style=»vertical-align: -2px;»/>. Если вам не кажутся очевидными знаки этого подмодульного выражения на указанных промежутках, загляните сюда (метод интервалов).

Мы замечаем, что на двух промежутках (первом и третьем слева) знаки подмодульных выражений распределены одинаково.

Итак, первый случай:

Предстоит решить систему (мы объединили первый и третий промежутки в совокупность):

Во второй строке системы приводим подобные слагаемые и раскладываем на множители:

Теперь переходим на ось, пересекаем два множества между собой:

.

Второй случай:

.

Третий случай:

4,& & -4+x+x^2+x-6geq 7; end» title=»Rendered by QuickLaTeX.com» height=»60″ width=»231″ style=»vertical-align: -25px;»/>

4,& & x^2+2x-17geq 0; end» title=»Rendered by QuickLaTeX.com» height=»60″ width=»165″ style=»vertical-align: -25px;»/>

4,& & (x-(-1+3sqrt2))(x-(-1-3sqrt2))geq 0; end» title=»Rendered by QuickLaTeX.com» height=»60″ width=»362″ style=»vertical-align: -25px;»/>

.

Нам осталось объединить решения каждого из случаев между собой:

Ответ:

Для тренировки предлагаю Вам решить следующее неравенство:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector