КВАДРАТИЧНА ФУНКЦІЯ. КВАДРАТНІ РІВНЯННЯ, НЕРІВНОСТІ ТА ЇХ СИСТЕМИ

7. Розв’язування квадратичних нерівностей методом інтервалів

     Розглянемо розв’язування квадратичних нерівностей методом інтервалів на прикладі.

    Приклад 1. Знайдіть, при яких значення х квадратний тричлен {x^2} - 5x + 6 набуває додатних значень, а при яких – від’ємних.

Розв’язання

     Розкладемо квадратний тричлен {x^2} - 5x + 6 на множники

{x^2} - 5x + 6 = (x - 2)(x - 3).

     Тоді х=2 і х=3 поділяють числову пряму на три проміжки: (-∞;2); (2;3); (3;+∞).

     Вираз (х-2)(х-3) є добутком двох множників. Знак кожного з цих множників та їх добутку подамо у вигляді таблиці.

Новая страница 1

 

(-∞;2)

(2;3)

(3;+∞)

х-2

-

+

+

х-3

-

-

+

(х-2)(х-3)

+

-

+

     Рухаючись уздовж числової осі зліва направо, ми бачимо, що на проміжку (-∞;2) тричлен {x^2} - 5x + 6 = (x - 2)(x - 3) набуває додатних значень, оскільки в цьому випадку обидва множники х-2 і х-3 є від’ємними.

     На проміжку (2;3) цей тричлен набуває від’ємних значень і, отже, при переході через точку х=2 змінює знак. Це відбувається тому, що в добутку (х-2)(х-3) при переході через точку х=2 перший множник х-2 змінює знак, а другий множник х-3 – ні.

     При переході через точку х=3 тричлен знову змінює знак, оскільки в добутку (х-2)(х-3) перший множник х-2 не змінює знак, а другий множник х-3 змінює.

     Отже, рухаючись уздовж числової прямої, ми спостерігаємо, як змінюється знак добутку (х-2)(х-3).

     Таким чином, задачу про знак квадратного тричлена {x^2} - 5x + 6 можна розв’язувати у такий спосіб.

     Позначити на числовій прямій корені рівняння {x^2} - 5x + 6 = 0, тобто точки х=2, х=3. Вони поділяють числову пряму на три проміжки. На проміжку (-∞;2) значення тричлена {x^2} - 5x + 6 додатне, тому розставляємо його знаки на останніх проміжках, ураховуючи чергування знаків.

     На рис. видно, що {x^2} - 5x + 6 > 0 на проміжку ( - \infty ;2) \cup (3; + \infty ), а на проміжку (2;3) - {x^2} - 5x + 6 < 0.

    Приклад 2. Розв’яжіть нерівність 2{x^2} - 3x - 5 \ge 0.

Розв’язання

     Знайдемо корені квадратного тричлена 2{x^2} - 3x - 5:

{x_{1,2}} = \frac{{3 \pm \sqrt {9 + 40} }}{4} = \frac{{3 \pm 7}}{4};\;{x_1} = \frac{{10}}{4} = 2\frac{1}{2};\;{x_2} = - 1.

     Наносимо на числову пряму точки -1 та 2\frac{1}{2}, які поділяють її на три проміжки. Визначаємо знак тричлена 2{x^2} - 3x - 5 на проміжку (-∞;-1), він на цьому проміжку додатний. Знаходимо знаки тричлена на інших проміжках.

     Отже, 2{x^2} - 3x - 5 \ge 0, якщо х належить об’єднанню проміжків ( - \infty ; - 1] \cup [2\frac{1}{2}; + \infty ).

     Відповідь: ( - \infty ; - 1] \cup [2\frac{1}{2}; + \infty ).