Корице уџбеника

III.5. Еквивалентне трансформације неједначина. Линеарна неједначина с једном непознатом

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

а)

\( x + 7 < -5 \) \( x < -5 - 7 \) \( x < -12 \)

б)

\( \frac{4}{3} - x > \frac{2}{3} \) \( -x > \frac{2}{3} - \frac{4}{3} \) \( -x > -\frac{2}{3} \) \( x < \frac{2}{3} \)

в)

\( -0,5 - x \le -2,5 \) \( -x \le -2,5 + 0,5 \) \( -x \le -2 \) \( x \ge 2 \)

г)

\( \sqrt{2} + x \ge -3\sqrt{2} \) \( x \ge -3\sqrt{2} - \sqrt{2} \) \( x \ge -4\sqrt{2} \)

д)

\( -0,5 \cdot y \le 2,5 \) \( y \ge 2,5 : (-0,5) \) \( y \ge -5 \)

ђ)

\( -\sqrt{3} \cdot v > \sqrt{3} \) \( v < \sqrt{3} : (-\sqrt{3}) \) \( v < -1 \)

е)

\( \frac{1}{5} - 4t \ge 1 \) \( -4t \ge \frac{5}{5} - \frac{1}{5} \) \( -4t \ge \frac{4}{5} \) \( t \le \frac{4}{5} \cdot \left(-\frac{1}{4}\right) = -\frac{1}{5} \)

ж)

\( -0,7 + 3a \le -0,1 \) \( 3a \le -0,1 + 0,7 \) \( 3a \le 0,6 \) \( a \le 0,6 : 3 = 0,2 \)

з)

\( 1,25 - 0,5b > 0,5 \) \( -0,5b > 0,5 - 1,25 \) \( -0,5b > -0,75 \) \( b < -0,75 : (-0,5) = 1,5 \)

Детаљно решење

Да бисмо одредили скупове решења ових линеарних неједначина, користићемо еквивалентне трансформације: правило додавања истог броја обема странама и правило множења/дељења позитивним или негативним бројем.

а) \( x + 7 < -5 \)

Одузећемо 7 са обе стране неједначине како бисмо изоловали непознату \( x \): \[ x < -5 - 7 \] \[ x < -12 \] Скуп решења је интервал \( x \in (-\infty, -12) \).

б) \( \frac{4}{3} - x > \frac{2}{3} \)

Прво ћемо одузети \( \frac{4}{3} \) са обе стране: \[ -x > \frac{2}{3} - \frac{4}{3} \] \[ -x > -\frac{2}{3} \] Множимо обе стране са \( -1 \), при чему се смер знака неједнакости мења: \[ x < \frac{2}{3} \] Скуп решења је интервал \( x \in (-\infty, \frac{2}{3}) \).

в) \( -0,5 - x \le -2,5 \)

Додајемо 0,5 обема странама: \[ -x \le -2,5 + 0,5 \] \[ -x \le -2,0 \] Множимо са \( -1 \) и мењамо смер знака: \[ x \ge 2 \] Скуп решења је интервал \( x \in [2, +\infty) \).

г) \( \sqrt{2} + x \ge -3\sqrt{2} \)

Одузимамо \( \sqrt{2} \) са обе стране: \[ x \ge -3\sqrt{2} - \sqrt{2} \] \[ x \ge -4\sqrt{2} \] Скуп решења је интервал \( x \in [-4\sqrt{2}, +\infty) \).

д) \( -0,5 \cdot y \le 2,5 \)

Делимо обе стране са \( -0,5 \). Пошто је број којим делимо негативан, смер знака се мења: \[ y \ge 2,5 : (-0,5) \] \[ y \ge -5 \] Скуп решења је интервал \( y \in [-5, +\infty) \).

ђ) \( -\sqrt{3} \cdot v > \sqrt{3} \)

Делимо обе стране са \( -\sqrt{3} \) и мењамо смер знака неједнакости: \[ v < \frac{\cancel{\sqrt{3}}^1}{-\cancel{\sqrt{3}}_1} \] \[ v < -1 \] Скуп решења је интервал \( v \in (-\infty, -1) \).

е) \( \frac{1}{5} - 4t \ge 1 \)

Одузимамо \( \frac{1}{5} \) са обе стране: \[ -4t \ge 1 - \frac{1}{5} \] \[ -4t \ge \frac{4}{5} \] Делимо са \( -4 \) и мењамо смер знака: \[ t \le \frac{4}{5} : (-4) \] \[ t \le \frac{\cancel{4}^1}{5} \cdot \left(-\frac{1}{\cancel{4}_1}\right) \] \[ t \le -\frac{1}{5} \] Скуп решења је интервал \( t \in (-\infty, -\frac{1}{5}] \).

ж) \( -0,7 + 3a \le -0,1 \)

Додајемо 0,7 обема странама: \[ 3a \le -0,1 + 0,7 \] \[ 3a \le 0,6 \] Делимо са 3: \[ a \le 0,6 : 3 \] \[ a \le 0,2 \] Скуп решења је интервал \( a \in (-\infty, 0,2] \).

з) \( 1\frac{1}{4} - 0,5b > \frac{1}{2} \)

Претворимо све у децимални запис (\( 1\frac{1}{4} = 1,25 \); \( \frac{1}{2} = 0,5 \)): \[ 1,25 - 0,5b > 0,5 \] Одузимамо 1,25 са обе стране: \[ -0,5b > 0,5 - 1,25 \] \[ -0,5b > -0,75 \] Делимо са \( -0,5 \) и мењамо смер знака: \[ b < (-0,75) : (-0,5) \] \[ b < 7,5 : 5 \] \[ b < 1,5 \] Скуп решења је интервал \( b \in (-\infty, 1,5) \).

Кратак запис решења:

а) \( x < -12 \); б) \( x < \frac{2}{3} \); в) \( x \ge 2 \); г) \( x \ge -4\sqrt{2} \); д) \( y \ge -5 \); ђ) \( v < -1 \); е) \( t \le -\frac{1}{5} \); ж) \( a \le 0,2 \); з) \( b < 1,5 \).

Најважније из лекције

  • Златно правило: Приликом множења или дељења обе стране неједначине негативним бројем, обавезно окрени знак неједнакости (нпр. \( -2x > 4 \implies x < -2 \)).
  • Специјални случајеви: Ако добијеш тачан исказ попут \( 0 < 5 \), решење је \( \mathbb{R} \). Ако добијеш нетачан исказ попут \( 0 > 2 \), решење је празан скуп \( \emptyset \).
  • Апсолутна вредност: Неједначина \( |X| < a \) се претвара у пресек \( -a < X < a \), док се \( |X| \ge a \) раздваја на унију \( X \le -a \) или \( X \ge a \).
Решење неједначине је сваки број који, замењујући променљиву у неједначини, неједначину преводи у тачну неједнакост. Решити неједначину значи одредити сва њена решења или утврдити да она нема решења.
Скуп решења неједначине се најчешће описује користећи интервале реалних бројева (нпр. \( x \in (-2, 5] \)) и графички се представља на бројевној правој.
Еквивалентне неједначине: Две неједначине су еквивалентне ако имају исти скуп решења, односно ако је свако решење једне уједно решење и друге, или ако ниједна од њих нема решење.
Правило замене: У неједначини, заменом алгебарског израза њему еквивалентним изразом добијамо нову неједначину, која је еквивалентна полазној.
Правило о додавању/одузимању: Додавањем истог израза на обе стране неједначине (или одузимањем) добијамо еквивалентну неједначину.
Ако је \( A < B \), онда је \( A + C < B + C \).
Правило о множењу позитивним бројем: Множењем обе стране неједначине истим позитивним бројем (\( c > 0 \)) добијамо еквивалентну неједначину са истим знаком неједнакости.
Ако је \( A < B \) и \( c > 0 \), онда је \( A \cdot c < B \cdot c \).
Правило о множењу негативним бројем (ПАЖЊА!): Множењем обе стране неједначине истим негативним бројем (\( c < 0 \)), знак неједнакости се мења (нпр. из \(<\) у \(>\)).
Ако је \( A < B \) и \( c < 0 \), онда је \( A \cdot c > B \cdot c \).
Да ли су неједначине \( -2x < 6 \) и \( x < -3 \) еквивалентне?
Не. Када неједначину \( -2x < 6 \) поделимо са негативним бројем \( -2 \), знак неједнакости мора да се промени. Добијамо \( x > -3 \). Дакле, нису еквивалентне.
Линеарна неједначина са једном непознатом се трансформацијама своди на један од облика: \( ax + b < 0, ax + b \le 0, ax + b > 0, ax + b \ge 0 \).
Ослободи се заграда и разломака (ако постоје) користећи правило замене и множења.
Пребаци све непознате на једну страну (обично леву), а познате (бројеве) на другу страну користећи правило о додавању/одузимању.
Среди обе стране да добијеш облик \( ax < -b \) (или сличан).
Подели обе стране коефицијентом \( a \). Ако је \( a \) негативан број, обавезно окрени знак неједнакости!
Реши неједначину: \( 4x + 5 \le 7 + 5x \) \[ 4x - 5x \le 7 - 5 \] \[ -x \le 2 \quad / \cdot (-1) \] \[ x \ge -2 \] Решење је интервал: \( x \in [-2, +\infty) \).
Када при решавању неједначине све непознате нестану (дођемо до облика \( 0 \cdot x > b \) или сличног), добијамо или тачан или нетачан бројевни исказ.
  • Сваки реалан број је решење (\( x \in \mathbb{R} \)): Ако добијемо тачну неједнакост (нпр. \( 0 > -1 \)), то значи да било који број да убацимо, неједначина ће бити тачна.
  • Неједначина нема решења (\( x \in \emptyset \)): Ако добијемо нетачну неједнакост (нпр. \( 0 > 1 \)), не постоји број који може задовољити ту неједначину.
Реши неједначину: \( 3x > 3x - 1 \) \[ 3x - 3x > -1 \] \[ 0 > -1 \] Ово је тачно, па је решење скуп свих реалних бројева: \( x \in \mathbb{R} \).
Решавање неједначина у којима је непозната под знаком апсолутне вредности своди се на решавање система линеарних неједначина према следећим правилима (за \( a > 0 \)):
Случај "мање од" (\( <, \le \)):
\[ |X| < a \iff -a < X < a \] (Решавамо две неједначине: \( X > -a \) и \( X < a \), тражимо пресек интервала).
Случај "веће од" (\( >, \ge \)):
\[ |X| \ge a \iff X \le -a \quad \text{или} \quad X \ge a \] (Решавамо две неједначине засебно, решење је унија њихових интервала).
Реши неједначину: \( |2x + 1| < 3 \) \[ -3 < 2x + 1 < 3 \] Одузимамо 1 од свих страна: \[ -4 < 2x < 2 \] Делимо са 2: \[ -2 < x < 1 \] Решење је интервал: \( x \in (-2, 1) \).

Задаци за вежбање

Лак: Реши неједначину и запиши решење у облику интервала: \( 5x - 2 \le 13 \)
\[ 5x - 2 \le 13 \] \[ 5x \le 13 + 2 \] \[ 5x \le 15 \] \[ x \le 3 \] Одговор: \( x \in (-\infty, 3] \)
Средњи: Реши неједначину: \( \frac{x}{2} + 3 > x - 1 \)
Помножимо целу неједначину са 2 да бисмо се ослободили разломка: \[ \frac{x}{2} \cdot 2 + 3 \cdot 2 > x \cdot 2 - 1 \cdot 2 \] \[ x + 6 > 2x - 2 \] Пребацујемо непознате на леву, познате на десну страну: \[ x - 2x > -2 - 6 \] \[ -x > -8 \] Делимо/множимо са \(-1\) и мењамо знак неједнакости: \[ x < 8 \] Одговор: \( x \in (-\infty, 8) \)
Тежак: Реши неједначину са апсолутном вредношћу: \( |3x - 2| \ge 4 \)
Користимо правило за "веће или једнако": \[ 3x - 2 \le -4 \quad \text{или} \quad 3x - 2 \ge 4 \] Решавамо прву: \[ 3x \le -4 + 2 \] \[ 3x \le -2 \implies x \le -\frac{2}{3} \] Решавамо другу: \[ 3x \ge 4 + 2 \] \[ 3x \ge 6 \implies x \ge 2 \] Одговор: Решење је унија интервала: \( x \in \left(-\infty, -\frac{2}{3}\right] \cup [2, +\infty) \)

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: