Οι ανισώσεις: αx + β > 0 και αx + β Γνωρίσαμε στο Γυμνάσιο τη διαδικασία επίλυσης μιας ανίσωσης της μορφής αx + β > 0 ή της μορφής αx + β α και β συγκεκριμένους αριθμούς. Γενικότερα έχουμε: αx + β > 0 <=> αx + β - β > -β Διακρίνουμε τώρα τις εξής περιπτώσεις:
Για παράδειγμα:
Επομένως η ανίσωση αυτή αληθεύει για x (2, +∞)
Επομένως η ανίσωση αυτή αληθεύει για x (-∞,-2).
|
ΕΦΑΡΜΟΓΗ
i) Να λυθούν οι ανισώσεις: ii) Να βρεθούν οι κοινές λύσεις των δύο ανισώσεων. ΛΥΣΗ i) Για την πρώτη ανίσωση έχουμε: Άρα η ανίσωση αληθεύει για κάθε πραγματικό αριθμό x Για τη δεύτερη ανίσωση έχουμε: Άρα η ανίσωση αληθεύει για κάθε πραγματικό αριθμό x ≥ 2 ii) Επειδή η πρώτη ανίσωση αληθεύει για x [2,5). Για τον προσδιορισμό των κοινών λύσεων των δύο ανισώσεων μας διευκολύνει να παραστήσουμε τις λύσεις τους στον ίδιο άξονα (Σχήμα), απ’ όπου προκύπτει ότι 2 ≤ x ≤ 5 |
Ανισώσεις με απόλυτες τιμές Με τη βοήθεια των ιδιοτήτων της απόλυτης τιμής και της έννοιας της απόστασης δύο αριθμών, μπορούμε να επιλύουμε ανισώσεις που περιέχουν απόλυτες τιμές. Στη συνέχεια θα δούμε μερικά παραδείγματα επίλυσης τέτοιων ανισώσεων. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1ο/ Να λυθεί η ανίσωση: |x - 2| < 3 . ΛΥΣΗ/ Η επίλυση της ανίσωσης |x - 2| < 3,με τη βοήθεια της ιδιότητας |x - xο| ο - ρ ο + ρ γίνεται ως εξής: |x - 2| < 3 <=> 2 - 3 < x < 2 + 3 Μπορούμε όμως να λύσουμε την παραπάνω ανίσωση και με τη βοήθεια της ιδιότητας |x| < ρ<=> -ρ < x < ρ ως εξής: Άρα η ανίσωση αληθεύει για x (-1,5). ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2ο/ Να λυθεί η ανίσωση: |2x -1| > 5 ΛΥΣΗ/ Από την ιδιότητα |x| > ρ <=> x < -ρ ή x > ρ έχουμε : Άρα η ανίσωση αληθεύει για x (-∞,-2) U (3,+∞). |
Ασκήσεις
|
|
Μορφές τριωνύμου Η παράσταση αx2 + βx + γ, α = 0 λέγεται τριώνυμο 2ου βαθμού ή, πιο απλά, τριώνυμο. Η διακρίνουσα Δ της αντίστοιχης εξίσωσης αx2 + βx + γ = 0 λέγεται και διακρίνουσα του τριωνύμου. Οι ρίζες της εξίσωσης αx2 + βx + γ = 0, δηλαδή οι ονομάζονται και ρίζες του τριωνύμου. Το τριώνυμο αx2 + βx + γ, α ≠ 0 μετασχηματίζεται ως εξής: Επομένως: Διακρίνουμε τώρα τις εξής περιπτώσεις:
Επομένως: αx2 + βx + γ = α(x - x1)(x - x2) , όπου x1, x2 οι ρίζες του τριωνύμου. Άρα, όταν Δ > 0, τότε το τριώνυμο μετατρέπεται σε γινόμενο του α επί δύο πρωτοβάθμιους παράγοντες.
Άρα, όταν Δ = 0, τότε το τριώνυμο μετατρέπεται σε γινόμενο του α επί ένα τέλειο τετράγωνο.
Επειδή για κάθε x R , η παράσταση μέσα στην αγκύλη είναι θετική, το τριώνυμο δεν αναλύεται σε γινόμενο πρωτοβάθμιων παραγόντων. Συνοψίζοντας τα παραπάνω συμπεράσματα για τις μορφές του τριωνύμου αx2 + βx + γ, α ≠ 0 με διακρίνουσα Δ έχουμε:
Για παράδειγμα:
|
Πρόσημο των τιμών του τριωνύμου Για να μελετήσουμε το πρόσημο των τιμών του τριωνύμου αx2 + βx + γ, α ≠ 0, θα χρησιμοποιήσουμε τις μορφές του ανάλογα με τη διακρίνουσα.
αx2 + βx + γ= α (x - x1 )(x - x2) (1) Υποθέτουμε ότι x12 και τοποθετούμε τις ρίζες σε έναν άξονα. Παρατηρούμε ότι:
Επομένως, το τριώνυμο είναι ομόσημο του α για κάθε πραγματικό , ενώ μηδενίζεται για
Όμως η παράσταση μέσα στην αγκύλη είναι θετική για κάθε πραγματικό αριθμό x. Επομένως το τριώνυμο είναι ομόσημο του α σε όλο το R. Τα παραπάνω συνοψίζονται στον πίνακα:
|
Ανισώσεις της μορφής αx2 + βx + γ > 0 ή αx2 + βx + γ < 0 Τα προηγούμενα συμπεράσματα χρησιμοποιούνται στην επίλυση ανισώσεων της μορφής αx2 + βx + γ > 0 ή αx2 + βx + γ < 0, α ≠ 0 , τις οποίες ονομάζουμε ανισώσεις δευτέρου βαθμού. Ο τρόπος επίλυσης αυτών φαίνεται στα παρακάτω παραδείγματα. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1o Να λυθούν οι ανισώσεις i) 2x2 - 3x - 2 > 0 ii) 2x2 - 3x - 2 < 0 ΛΥΣΗ Ζητάμε τις τιμές του x, για τις οποίες το τριώνυμο 2x2 - 3x - 2 είναι θετικό στην περίπτωση (i) και αρνητικό στην περίπτωση (ii). Το τριώνυμο έχει ρίζες τους αριθμούς και 2 και, επειδή α = 2 > 0, το πρόσημό του φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.
Από τον πίνακα αυτόν προκύπτει ότι: i) Η ανίσωση 2x2 - 3x - 2 > 0 έχει λύσεις τα x R για τα οποία ισχύει x < ή x > 2 , δηλαδή τα Οι λύσεις αυτές εποπτικά φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. ii) Η ανίσωση 2x2 - 3x - 2 < 0 έχει λύσεις τα x R για τα οποία ισχύει x< ή x> 2, δηλαδή τα . Οι λύσεις αυτές εποπτικά φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. |
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2o Να λυθεί η ανίσωση 2x2 - 3x - 2 ≤ 0 ΛΥΣΗ Ζητάμε τις τιμές του x, που είναι λύσεις της ανίσωσης 2x2 - 3x - 2 2 - 3x - 2 = 0. Επομένως σύμφωνα με το 1o παράδειγμα οι λύσεις της ανίσωσης 2x2 - 3x - 2 ≤ 0 είναι τα xR , με - ≤ x ≤ 2 δηλαδή τα . Οι λύσεις αυτές εποπτικά φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3o Να λυθούν οι ανισώσεις i) x2 - 2x + 1 > 0 ii) x2 - 2x + 1 < 0 ΛΥΣΗ Η διακρίνουσα του τριωνύμου x2 - 2x + 1 είναι Δ = 0, οπότε έχει διπλή ρίζα την x = 1. Άρα το τριώνυμο είναι ομόσημο του α = 1, δηλαδή θετικό, για κάθε xR με x ≠ 1. Επομένως οι λύσεις της ανίσωσης (i) είναι όλοι οι πραγματικοί αριθμοί x, με x ≠ 1, ενώ η ανίσωση (ii) είναι αδύνατη. Οι λύσεις της (i) εποπτικά φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 4o Να λυθεί η ανίσωση x2 + x + 1 > 0 ΛΥΣΗ Η διακρίνουσα του τριωνύμου x2 + x + 1 είναι Δ = -3 R . Επομένως οι λύσεις της ανίσωσης είναι όλοι οι πραγματικοί αριθμοί. |
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 1η Να βρεθούν οι τιμές του xR για τις οποίες συναληθεύουν οι ανισώσεις: x2 - 4x - 5 < 0 και x2 - x - 6 > 0. ΛΥΣΗ Λύνουμε κάθε ανίσωση χωριστά και μετά βρίσκουμε τις κοινές λύσεις Έχουμε:
Άρα οι ανισώσεις συναληθεύουν για x(3,5). 2η Δίνεται η εξίσωση x2 - (α + 1)x + α + 4 = 0, αR i) Να βρεθεί η διακρίνουσα της εξίσωσης και να μελετηθεί το πρόσημό της. ii) Για ποιες τιμές του α η εξίσωση έχει δύο ρίζες άνισες; iii) Για ποιες τιμές του α η εξίσωση έχει διπλή ρίζα; iv) Για ποιες τιμές του α η εξίσωση είναι αδύνατη στο R ; ΛΥΣΗ i) Έχουμε: Δ = [-(α +1)]2 - 4 · 1 · (α + 4) = α2 - 2α - 15. Παρατηρούμε ότι η διακρίνουσα είναι ένα τριώνυμο του α με διακρίνουσα Δ' = (-2 )2 - 4 · 1 · (-15) = 64 > 0. Επομένως η διακρίνουσα Δ έχει ρίζες: και το πρόσημό της φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.
Από τον πίνακα αυτό προκύπτει ότι: ii) Η εξίσωση έχει δύο ρίζες άνισες αν Δ > 0 , δηλαδή αν α < -3 ή α > 5. iii) Η εξίσωση έχει μία διπλή ρίζα αν Δ = 0 , δηλαδή αν α = -3 ή α = 5. iv) Η εξίσωση είναι αδύνατη αν Δ < 0, δηλαδή -3 < α < 5. |
Ασκήσεις
|
|
4.3 ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ ΓΙΝΟΜΕΝΟ & ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ ΠΗΛΙΚΟ Πρόσημο γινομένου Έστω ότι θέλουμε να μελετήσουμε ένα γινόμενο P(x) = Α(x) · Β(x) · … · Φ(x) ως προς το πρόσημό του, όπου οι παράγοντες Α(x), Β(x) , … , Φ(x) είναι της μορφής αx + β (πρωτοβάθμιοι) ή της μορφής αx2 + βx + γ (τριώνυμα). Βρίσκουμε το πρόσημο κάθε παράγοντα χωριστά και στη συνέχεια το πρόσημο του P(x), όπως φαίνεται στο παράδειγμα που ακολουθεί. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Να βρεθεί για τις διάφορες τιμές του xR το πρόσημο του γινομένου P(x) = (x - 1) (x2 + x - 6)(2x2 + x + 1) . ΛΥΣΗ Αρχικά βρίσκουμε το πρόσημο του κάθε παράγοντα χωριστά ως εξής:
x - 1 ≥ 0 <=> x ≥ 1, το x - 1 είναι θετικό για x > 1, μηδέν για x = 1 και αρνητικό για x < 1.
x2 + x - 6 ≥ 0<=> (x + 3)(x - 2) ≥ 0 <=> x ≤ -3 ή x ≥ 2, το x2 + x - 6 είναι θετικό για x < -3 και για x > 2 , μηδέν για x = -3 και για x = 2 και αρνητικό για -3 < x < 2 .
Ο προσδιορισμός, τώρα, του προσήμου του γινομένου P(x) γίνεται με τη βοήθεια του παρακάτω πίνακα, εφαρμόζοντας τον κανόνα των προσήμων.
Ώστε το γινόμενο P(x) είναι θετικό για -3 < x < 1 και για x > 2, ενώ είναι αρνητικό για x < -3 και για 1 < x < 2. Τέλος είναι μηδέν για x = -3, για x = 1 και για x = 2 . |
Ανισώσεις της μορφής Α(x) · Β(x) · … · Φ(x) > 0 (< 0) Άμεση εφαρμογή των παραπάνω έχουμε στην επίλυση ανισώσεων της μορφής Α(x) · Β(x) · … · Φ(x) > 0 (< 0), όπως είναι για παράδειγμα η ανίσωση (x - 1)(x2 + x - 6)(2x2 + x + 1) Προκειμένου να λύσουμε την ανίσωση αυτή αρκεί να βρούμε τις τιμές του xR για τις οποίες το γινόμενο P(x) = (x - 1)(x2 + x - 6)(2x2 + x + 1)είναι αρνητικό. Από την πρώτη και την τελευταία γραμμή του πίνακα προσήμου του P(x) διαπιστώνουμε ότι η ανίσωση αληθεύει όταν x(-∞, -3) U (1,2) . |
Ανισώσεις της μορφής Όπως γνωρίζουμε το πηλίκο και το γινόμενο δύο αριθμών είναι ομόσημα. Επομένως: αφού, καμία από τις λύσεις της Α(x) · Β(x) > 0 και της Α(x) · Β(x) < 0 δεν μηδενίζει το Β(x). Για παράδειγμα , έστω ότι θέλουμε να λύσουμε την ανίσωση Η ανίσωση αυτή είναι ισοδύναμη με την (x - 1)(x2 + x - 6)(2x2 + x + 1) > 0, δηλαδή με την P(x) > 0 , η οποία, από τον πίνακα προσήμου του P(x) αληθεύει όταν x(-3,1) U (2, +∞) . ΣΧΟΛΙΟ Μία ανίσωση της μορφής αληθεύει για εκείνους τους πραγματικούς αριθμούς x για τους οποίους ισχύουν συγχρόνως Α(x) · Β(x) > 0 και Β(x) ≠ 0. Έστω για παράδειγμα η ανίσωση . Έχουμε: Οι ρίζες του τριωνύμου x2 - 4x + 3 είναι οι 1 και 3, ενώ του τριωνύμου x2 + 3x - 4 είναι οι 1 και -4. Συντάσσουμε τον πίνακα προσήμου του γινομένου: P(x) = (x2 - 4x + 3)(x2 + 3x - 4)
Άρα η ανίσωση αληθεύει όταν x (-∞, -4) U [3, +∞) . |
Ασκήσεις
|
|
ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ 1ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ
|