数と式

絶対値を含む1次不等式

数と式の「絶対値を含む1次不等式」を、答えを先に押さえてから理解できる形に整理したページです。学習の流れを短く確認できます。

数学Ⅰ 約9分 難易度 3

このページのまとめ

先に押さえておくこと

絶対値を含む1次不等式の要点をまとめたページです。先に答えを確認してから、解き方とつまずきやすい点を順にたどれます。

答えの要点

数と式の答えと条件を先に確認できます。

  • テーマ: 絶対値を含む1次不等式
  • ポイント: 数と式の基礎を短く確認しやすく、検索から入ってもそのまま理解まで進めやすい記事です。
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問題

次の不等式を解け。

(1)x3(1) \quad |x| \leqq 3
(2)3x2x+4(2) \quad 3|x-2| \leqq x+4
(3)2x+3>x+6(3) \quad |2x+3| > -x+6

答えを見る

(1)  3x3(1) \; \underline{-3 \leqq x \leqq 3}
(2)  12x5(2) \; \underline{\frac{1}{2} \leqq x \leqq 5}
(3)  x<9,  1<x(3) \; \underline{x < -9, \; 1<x}

解説

絶対値を含む11次不等式の問題について解説します。

はじめに、絶対値の性質について確認しておきましょう。

右辺が正の定数の場合、以下の性質を用いることで絶対値記号を外すことができます。

これを踏まえ、実際に問題を解説していきます。

次の不等式を解け。

(1)x3(1) \quad |x| \leqq 3

右辺が正の定数なので、絶対値の性質よりx3    3x3|x| \leqq 3 \iff \underline{-3 \leqq x \leqq 3}となります。

次の不等式を解け。

(2)3x2x+4(2) \quad 3|x-2| \leqq x+4

右辺がx+4x+4で正の定数ではないので絶対値の性質は使えないですね。

そうだね。この場合は絶対値記号の中身の正負に応じて場合分けするのが基本なんだけれど、実は以下に示すような絶対値の外し方もあるんだ。

この外し方を使ってこの問題を考えてみよう。

X<Y    Y<X<Y|X| < Y \iff -Y<X<Yより3x2x+4    (x+4)3(x2)x+43|x-2| \leqq x+4 \iff -(x+4) \leqq 3(x-2) \leqq x+4とできますね。

(x+4)3(x2)-(x+4) \leqq 3(x-2)より12x(1)\frac{1}{2} \leqq x \cdots (1)

3(x2)x+43(x-2) \leqq x+4よりx5(2)x \leqq 5 \cdots (2)

(1)(1)(2)(2)の共通範囲を考えて、12x5\underline{\frac{1}{2} \leqq x \leqq 5}となります。

絶対値記号の中身の正負で場合分けして考えるやり方も紹介しておくね。

x2|x-2|の中身x2x-2の正負で場合分けして考える。

x2x \geqq 2のとき、3(x2)x+43(x-2) \leqq x+4よりx5x\leqq 5

x2x\geqq 2と合わせて2x5(1)2\leqq x \leqq 5 \cdots (1)

x<2x < 2のとき、3(x2)x+4-3(x-2) \leqq x+4よりx12x \geqq \frac{1}{2}

x<2x < 2と合わせて12x<2(2)\frac{1}{2} \leqq x <2 \cdots (2)

(1)(1)(2)(2)をまとめると12x5\underline{\frac{1}{2} \leqq x \leqq 5}となります。

どちらの方法で解けばいいんですか?

初めに紹介したX<Y    Y<X<Y|X| < Y \iff -Y<X<Yを使う解法の方が場合分けしなくて済む分少し楽だね。でもこの外し方を知っていないと使えないから、もし分からない場合は絶対値記号の中身の正負に応じて場合分けすればOKだよ。

分かりました!

それでは次の問題を見ていきます。

次の不等式を解け。

(3)2x+3>x+6(3) \quad |2x+3| > -x+6

(2)(2)と同様に解法は22つあるよ。22つとも紹介するね!


1
X>Y|X| > Y     X<Y\iff X<-YまたはY<XY<X」を用いる方法

2x+3<(x+6)2x+3 < -(-x+6)またはx+6<2x+3-x+6 < 2x+3が成り立てばよいですね。

2x+3<(x+6)2x+3 < -(-x+6)よりx<9(1)x<-9 \cdots (1)

x+6<2x+3-x+6 < 2x+3より1<x(2)1<x \cdots (2)

(1)(1)(2)(2)よりx<9,  1<x\underline{x < -9, \; 1<x}となります。


2
絶対値記号の中身の正負で場合分けする方法

2x+3|2x+3|の中身2x+32x+3の正負で場合分けして考える。

x32x \geqq -\frac{3}{2}のとき、2x+3>x+62x+3 > -x+6よりx>1x>1

x32x\geqq -\frac{3}{2}と合わせてx>1(1)x>1 \cdots (1)

x<32x < -\frac{3}{2}のとき、(2x+3)>x+6-(2x+3) > -x+6よりx<9x <-9

x<32x < -\frac{3}{2}と合わせてx<9(2)x<-9 \cdots (2)

(1)(1)(2)(2)をまとめるとx<9,  1<x\underline{x<-9, \; 1<x}となります。

このページのまとめ

ここでは絶対値を含む11次不等式の問題について解説しました。

今回紹介した絶対値記号の外し方は22つありますが、どちらも非常に重要なものです。

どちらも使いこなせるようになっておきましょう。

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