Решавање линеарних неједначина са једном непознатом 4

Линеарне неједначине које у себи садрже квадрат бинома, заједничко решење две неједначине.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

Пр.1) Решити неједначине:

а) (x−1)2−(x+1)2<12−x{\left( {x - 1} \right)^2} - {\left( {x + 1} \right)^2} < 12 - x

б) (x−4)2−(x+3)2<3(x−9){\left( {x - 4} \right)^2} - {\left( {x + 3} \right)^2} < 3\left( {x - 9} \right)

в) 3x(3x−4)−(3x+1)2<−13x\left( {3x - 4} \right) - {\left( {3x + 1} \right)^2} < - 1

г) 4(x−2)−(2x−5)(x−3)⩽12−2(x−1)24\left( {x - 2} \right) - \left( {2x - 5} \right)\left( {x - 3} \right) \leqslant 12 - 2{\left( {x - 1} \right)^2}

Пр.2) Одредити заједнички скуп решења следећих неједначина:

а) 2x−1⩾02x - 1 \geqslant 0 и x−4<0x - 4 < 0

б) 33x2>58−4x−363\frac{{3x}}{2} > \frac{5}{8} - \frac{{4x - 3}}{6} и 2x(x−5)−27⩽2(x+1)22x\left( {x - 5} \right) - 27 \leqslant 2{\left( {x + 1} \right)^2}

Пр.3) Одреди све целе бројеве који задовошавају неједначине:

15x−2>2x+1315x - 2 > 2x + \frac{1}{3} и 2(x−4)⩽3x−1422\left( {x - 4} \right) \leqslant \frac{{3x - 14}}{2}


Пр.1) Решити неједначине:

а) 

(x−1)2−(x+1)2<12−xx2−2x+1−(x2+2x+1)<12−xx2−2x+1−x2−2x−1<12−x−4x<12−x−4x+x<12−3x<12x>−4x∈(−4;+∞)\begin{aligned}&{\left( {x - 1} \right)^2} - {\left( {x + 1} \right)^2} < 12 - x \\ &{x^2} - 2x + 1 - \left( {{x^2} + 2x + 1} \right) < 12 - x \\ &{x^2} - 2x + 1 - {x^2} - 2x - 1 < 12 - x \\ &- 4x < 12 - x \\ &- 4x + x < 12 \\ &- 3x < 12 \\ &x > - 4 \\ &x \in \left( { - 4; + \infty } \right)\end{aligned}

б) 

(x−4)2−(x+3)2<3(x−9)x2−8x+16−(x2+6x+9)<3x−27x2−8x+16−x2−6x−9<3x−27−14x+7<3x−27−14x−3x<−7−27−17x<−34x>2x∈(2;+∞)\begin{aligned}&{\left( {x - 4} \right)^2} - {\left( {x + 3} \right)^2} < 3\left( {x - 9} \right) \\ &{x^2} - 8x + 16 - \left( {{x^2} + 6x + 9} \right) < 3x - 27 \\ &{x^2} - 8x + 16 - {x^2} - 6x - 9 < 3x - 27 \\ &- 14x + 7 < 3x - 27 \\ &- 14x - 3x < - 7 - 27 \\ &- 17x < - 34 \\ &x > 2 \\ &x \in \left( {2; + \infty } \right)\end{aligned}

в) 

3x(3x−4)−(3x+1)2<−19x2−12x−(9x2+6x+1)<−19x2−12x−9x2−6x−1<−1−18x<0−18x>0−18x>0\begin{aligned}&3x\left( {3x - 4} \right) - {\left( {3x + 1} \right)^2} < - 1 \\ &9{x^2} - 12x - \left( {9{x^2} + 6x + 1} \right) < - 1 \\ &9{x^2} - 12x - 9{x^2} - 6x - 1 < - 1 \\ &- 18x < 0 \\ &- 18x > \frac{0}{{ - 18}} \\ &x > 0\end{aligned}

г) 

4(x−2)−(2x−5)(x−3)⩽12−2(x−1)24x−8−(2x2−6x−5x+15)⩽12−2(x2−2x+1)4x−8−2x2+6x+5x−15⩽12−2x2+4x+24x−2x2+6x+5x+2x2−4x⩽12+2+8+1511x⩽33x⩽3\begin{aligned}&4\left( {x - 2} \right) - \left( {2x - 5} \right)\left( {x - 3} \right) \leqslant 12 - 2{\left( {x - 1} \right)^2} \\ &4x - 8 - \left( {2{x^2} - 6x - 5x + 15} \right) \leqslant 12 - 2\left( {{x^2} - 2x + 1} \right) \\ &4x - 8 - 2{x^2} + 6x + 5x - 15 \leqslant 12 - 2{x^2} + 4x + 2 \\ &4x - 2{x^2} + 6x + 5x + 2{x^2} - 4x \leqslant 12 + 2 + 8 + 15 \\ &11x \leqslant 33 \\ &x \leqslant 3\end{aligned}

Пр.2) Одредити заједнички скуп решења следећих неједначина:

а) 

2x−1⩾02x⩾1x⩾12x−4<0x<4\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&2x - 1 \geqslant 0 \\ &2x \geqslant 1 \\ &x \geqslant \frac{1}{2}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&x - 4 < 0 \\ &x < 4\end{aligned} \end{array}

678 jpg

x∈[12;4)x \in \left[ {\frac{1}{2};4} \right)

б) 

3−3x2>58−4x−36∣⋅2472−36x>15−4(4x−3)72−36x>15−16x+12−36x+16x>15+12−72−20x>−45x<4520x<94x<2142x(x−5)−27⩽2(x+1)22x2−10−27⩽2(x2+2x+1)2x2−10−27⩽2x2+4x+2−14x⩽29x⩾−2914x⩾−2114\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&3 - \frac{{3x}}{2} > \frac{5}{8} - \frac{{4x - 3}}{6}| \cdot 24 \\ &72 - 36x > 15 - 4\left( {4x - 3} \right) \\ &72 - 36x > 15 - 16x + 12 \\ &- 36x + 16x > 15 + 12 - 72 \\ &- 20x > - 45 \\ &x < \frac{{45}}{{20}} \\ &x < \frac{9}{4} \\ &x < 2\frac{1}{4}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&2x\left( {x - 5} \right) - 27 \leqslant 2{\left( {x + 1} \right)^2} \\ &2{x^2} - 10 - 27 \leqslant 2\left( {{x^2} + 2x + 1} \right) \\ &2{x^2} - 10 - 27 \leqslant 2{x^2} + 4x + 2 \\ &- 14x \leqslant 29 \\ &x \geqslant - \frac{{29}}{{14}} \\ &x \geqslant - 2\frac{1}{{14}}\end{aligned} \end{array}

679 jpg

x∈[−2114;214)x \in \left[ { - 2\frac{1}{{14}};2\frac{1}{4}} \right)

Пр.3) Одреди све целе бројеве који задовошавају неједначине:

15x−2>2x+13∣⋅345x−6>6x+145x−6x>6+139x>7x>7392(x−4)⩽3x−142∣⋅24(x−4)⩽3x−144x−16⩽3x−144x−3x⩽16−14x⩽2\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&15x - 2 > 2x + \frac{1}{3}| \cdot 3 \\ &45x - 6 > 6x + 1 \\ &45x - 6x > 6 + 1 \\ &39x > 7 \\ &x > \frac{7}{{39}}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&2\left( {x - 4} \right) \leqslant \frac{{3x - 14}}{2}| \cdot 2 \\ &4\left( {x - 4} \right) \leqslant 3x - 14 \\ &4x - 16 \leqslant 3x - 14 \\ &4x - 3x \leqslant 16 - 14 \\ &x \leqslant 2\end{aligned} \end{array}

680 jpg

x∈{1,2}x \in \left\{ {1,2} \right\}

Неке неједначине изгледају као квадратне, али се квадрати скрате. Развијте квадрат бинома по формулама (a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 и (a−b)2=a2−2ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2: (x−3)2−x2≤3(x - 3)^2 - x^2 \le 3 постаје x2−6x+9−x2≤3x^2 - 6x + 9 - x^2 \le 3, па остаје −6x≤−6-6x \le -6, тј. x≥1x \ge 1. Пазите на минус испред заграде: он мења знак сваком члану развијеног квадрата.

Кад треба наћи заједнички скуп решења две неједначине, решите сваку посебно, па на бројевној правој нађите део где се решења преклапају. Из x+1>0x + 1 > 0 и 2x≤62x \le 6 следи x>−1x > -1 и x≤3x \le 3, тј. x∈(−1;3]x \in (-1; 3]. Ако се траже цели бројеви, изаберите их из пресека: 0, 1, 2 и 3.

010203040506070x ≥ 30x ≤ 5030 ≤ x ≤ 50
52
Најмање ученика
30
Највише ученика
50
Прва неједначина даје x≥30x \ge 30, а друга x≤s−2x \le s - 2, где је ss број места. Решење система је зелени део праве, где се оба интервала преклапају.

Кад нешто мора да испуни два услова одједном, на пример број путника који покрива трошкове, а стаје у аутобус, решење је пресек решења две неједначине.

Колико ученика на екскурзију

Ученици из Крагујевца иду на екскурзију. Аутобус кошта 60.000 динара, а улазница у музеј 500 динара по ученику. Сваки ученик уплаћује 2500 динара. Аутобус има 52 места, а са ученицима путују и 2 наставника. Колико ученика може да иде, а да уплате покрију трошкове?

Решење

  1. Уплате морају да покрију аутобус и улазнице: 2500x≥60 000+500x2500x \ge 60\,000 + 500x.
  2. 2000x≥60 0002000x \ge 60\,000, па је x≥30x \ge 30.
  3. Сви морају да стану у аутобус: x+2≤52x + 2 \le 52, па је x≤50x \le 50.
  4. Заједничко решење обе неједначине је 30≤x≤5030 \le x \le 50.

Одговор: На екскурзију може да иде најмање 30, а највише 50 ученика.

Задатак за вежбу

Решите неједначину (x+3)2−(x−1)2>24(x + 3)^2 - (x - 1)^2 > 24.

Прикажи решење

x2+6x+9−(x2−2x+1)>24x^2 + 6x + 9 - (x^2 - 2x + 1) > 24, 8x+8>248x + 8 > 24, 8x>168x > 16, x>2x > 2.