解の集合を保って解く

演算を逆にたどり、符号を追い、方程式や不等式を扱うときの制限を確認します。

同じ解を持つ式に変える

負の数で割ると不等号の向きが逆になります。

3(x+2)=213(x + 2) = 21を解きます。両辺を33で割るとx+2=7x + 2 = 7、さらに22を引くとx=5x = 5です。各段階で、解はまったく同じまま保たれます。

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不等式では、もう1つ確認が必要です。−2x+3<11-2x + 3 < 11から33を引くと−2x<8-2x < 8です。−2-2で割ると大小関係が逆になり、x>−4x > -4となります。x=0x = 0を試すと3<113 < 11は真です。x=−5x = -5を試すと13<1113 < 11は偽です。

等号のない不等式は境界を除きます。等号のある不等式は、元の式がその点で定義されている限り、境界を含めます。

レッスンのヘルプ

両辺に同じ操作を行い、負の数で割るときは大小を逆にし、すべての解と境界を元の条件で確認しましょう。

このレッスンについて

準備ができたら、練習でこの方法を使ってみましょう。

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同じ解を持つ式に変える

3(x+2)=213(x + 2) = 21を解きます。両辺を33で割るとx+2=7x + 2 = 7、さらに22を引くとx=5x = 5です。各段階で、解はまったく同じまま保たれます。

不等式では、もう1つ確認が必要です。−2x+3<11-2x + 3 < 11から33を引くと−2x<8-2x < 8です。−2-2で割ると大小関係が逆になり、x>−4x > -4となります。x=0x = 0を試すと3<113 < 11は真です。x=−5x = -5を試すと13<1113 < 11は偽です。

等号のない不等式は境界を除きます。等号のある不等式は、元の式がその点で定義されている限り、境界を含めます。

負の数で割ると不等号の向きが逆になります。

0になる値と定義されない値で区切る

x−2x−5≤0\frac{x - 2}{x - 5} \leq 0を解きます。分子は22で0です。分母は55で0になるので、その値は除く必要があります。

x<2x < 2では両因数が負なので、比は正です。22と55の間では分子が正、分母が負なので、比は負です。55より大きいと両方が正になります。

分子が0でもよいのでx=2x = 2を含めます。0で割ることはできないのでx=5x = 5を除きます。すべての解は2≤x<52 \leq x < 5です。

x−5x - 5を、その符号を考えずに掛けないでください。また、x∈{2,5}x \in \{2, 5\}は2つの個別の値を表し、その間の区間ではありません。記号∪\cupは、どちらかを満たせばよい区間をつなぎます。

方程式でも同じ制限が重要です。x2−7x+10x−5=0\frac{x^2 - 7x + 10}{x - 5} = 0ではx≠5x \ne 5を記録します。分子は(x−2)(x−5)(x - 2)(x - 5)と因数分解でき、候補22と55が得られます。55では元の分母が0になるため、残るのは22だけです。分母を払って候補を見つけ、元の式を確かめて実際の解を決めます。

分子が0になる値と、分母が0になる値では役割が異なります。

両方の場合を考える

次に∣x−3∣≥2\lvert x - 3 \rvert \geq 2を解きます。絶対値は距離なので、xxは33から少なくとも22離れている必要があります。

境界の値は11と55です。許される点が境界の間にあるのか、外側にあるのか判断しましょう。両方の境界で等号が許されます。

もう一方の辺にも変数がある場合、場合分けの前にその符号を確認します。∣3x−7∣=x+3\lvert 3x - 7 \rvert = x + 3ではx≥−3x \geq -3が必要です。絶対値の中が0以上の場合、3x−7=x+33x - 7 = x + 3からx=5x = 5です。負の場合は−3x+7=x+3-3x + 7 = x + 3からx=1x = 1です。代入すると∣8∣=8\lvert 8 \rvert = 8と∣−4∣=4\lvert -4 \rvert = 4が確認でき、両方とも有効な解です。

距離は左にも右にも広がります。

やってみよう

∣x−3∣≥2\lvert x - 3 \rvert \geq 2の解をすべて表しているのはどれですか?

  1. x≤1x \leq 1またはx≥5x \geq 5
  2. 1≤x≤51 \leq x \leq 5
答えを見る

x≤1x \leq 1またはx≥5x \geq 5

正解です。3から少なくとも2離れた点で、両方の境界も含みます。

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