Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Równania i nierówności

Nierówności z wartością bezwzględnąPodstawa

Opanuj nierówności z wartością bezwzględną jako warunki odległości. Naucz się rozróżniać przedział między punktami od sumy dwóch zewnętrznych przedziałów.

Matematyka ·3 min czytania ·6 ćwiczeń


Nierówność z wartością bezwzględną mówi, jak daleko liczba lub wartość wyrażenia może leżeć od wskazanego punktu. Najpierw odczytujemy odległość i znak nierówności, a dopiero potem zapisujemy przedziały albo przekształcamy nierówność algebraicznie.

Wartość bezwzględna jako odległość

Wartość bezwzględna, czyli moduł, jest nieujemna. Zapis \(|-3|=3\) oznacza, że liczba \(-3\) leży trzy jednostki od zera. Tak samo \(|3|=3\). Odległość nie wskazuje kierunku, dlatego po obu stronach środka mogą znajdować się pasujące liczby.

Wyrażenie \(|x-a|\) oznacza odległość liczby \(x\) od liczby \(a\). W \(|x-2|\) środkiem jest \(2\), a w \(|x+2|=|x-(-2)|\) środkiem jest \(-2\). Nawet jeśli pojawia się plus, środek odczytujemy z postaci „\(x\) minus środek”.

Znaki \(\lt\) i \(\gt\) nie dopuszczają równości. Znaki \(\leq\) i \(\geq\) ją dopuszczają. Dla \(|x-2|\lt4\) szukamy odległości mniejszej niż cztery; dla \(|x-2|\geq4\) odległość może być równa cztery lub większa.

Między granicami czy na zewnątrz

Od środka \(2\) odmierzamy cztery jednostki w lewo i w prawo. Granice to \(2-4=-2\) oraz \(2+4=6\). Liczby pomiędzy nimi leżą bliżej środka niż cztery jednostki. Liczby poza nimi leżą dalej. Samych granic nie wybieramy automatycznie: decyduje znak zadania.

Dwa warunki odległości od liczby 2Górna oś: przedział od minus 2 do 6 bez końców. Dolna oś: części zewnętrzne z końcami.Odległość od 2: mniej niż 4−226Odległość od 2: co najmniej 4−226Puste kółko: koniec wykluczony. Pełne: koniec włączony.

W pierwszym rysunku rozwiązaniem jest \((-2;6)\). Okrągłe nawiasy i puste kółka wykluczają granice. W drugim rozwiązaniem jest \((-\infty;-2]\cup[6;+\infty)\). Symbol \(\cup\) łączy dwa zbiory: liczba może należeć do lewego lub prawego przedziału. Zamalowane punkty włączają granice. Przy nieskończoności zawsze stosujemy nawias okrągły.

Reguły algebraiczne i znaczenie słów oraz i lub

\[|u|\lt r\Longleftrightarrow-r\lt u\lt r,\qquad |u|\gt r\Longleftrightarrow u\lt-r\ \text{lub}\ u\gt r,\qquad r\gt0\]

\(u\) oznacza całe wyrażenie pod modułem. Dla znaków nieostrych zamieniamy odpowiednio \(\lt\) na \(\leq\) oraz \(\gt\) na \(\geq\).

Podwójny warunek \(-r\lt u\lt r\) oznacza, że obie nierówności mają być prawdziwe jednocześnie: \(u\) jest większe od lewej granicy oraz mniejsze od prawej. W wariancie zewnętrznym wystarczy jeden warunek, dlatego piszemy „lub”. Jedna liczba nie może być jednocześnie na lewo od lewej granicy i na prawo od prawej.

Regułę stosujemy do całego wnętrza modułu. Jeśli jest nim \(2x-1\), wstawiamy wszędzie \(2x-1\), a nie samo \(x\). Gdy przed modułem stoi współczynnik lub dodawana liczba, najpierw izolujemy moduł zwykłymi działaniami po obu stronach.

Przykład z wyrażeniem pod modułem

Rozwiążmy \(|2x-1|\leq5\). Odległość wartości \(2x-1\) od zera ma być najwyżej równa pięć. Wybieramy więc wariant pomiędzy granicami, razem z końcami.

  1. Zastąp moduł dwoma warunkami spełnianymi jednocześnie.\(-5\leq2x-1\leq5\)
  2. Dodaj \(1\) do wszystkich trzech części.\(-4\leq2x\leq6\)
  3. Podziel wszystkie części przez dodatnie \(2\). Kierunki znaków zostają takie same.\(-2\leq x\leq3\)
  4. Zapisz przedział i sprawdź obie granice w zadaniu początkowym.\(x\in[-2;3],\quad |2(-2)-1|=5,\quad |2\cdot3-1|=5\)

Dla \(x=0\) otrzymujemy \(|-1|=1\leq5\), więc liczba wewnątrz przedziału pasuje. Dla \(x=4\) otrzymujemy \(7\leq5\), czyli fałsz. Są to kontrole pomocnicze; całe rozwiązanie uzasadniają równoważne przekształcenia.

Zero i ujemna prawa strona

Przed rozpisaniem przedziałów sprawdź prawą stronę izolowanego modułu. Dla \(|u|\lt0\) nie ma rozwiązań, a \(|u|\leq0\) wymaga \(u=0\). Warunek \(|u|\gt0\) oznacza \(u\neq0\), natomiast \(|u|\geq0\) spełnia każda wartość, dla której wyrażenie \(u\) jest określone.

Jeśli prawa strona jest ujemna, np. \(|x|\lt-1\), rozwiązaniem jest \(\varnothing\), czyli zbiór pusty. Nierówność \(|x|\gt-1\) spełnia każde rzeczywiste \(x\). Dla bardziej złożonego wnętrza nadal obowiązuje jego dziedzina: „każde” oznacza każde dopuszczalne \(x\), nie liczby wykluczone przez mianownik lub pierwiastek.

Typowy błąd i końcowa kontrola

\(|x|\gt3\Rightarrow-3\lt x\lt3\)Zaznaczono liczby bliższe zera, chociaż warunek wymaga odległości większej od trzech.
\(|x|\gt3\Rightarrow x\lt-3\ \text{lub}\ x\gt3\).

Sprawdź osobno środek, granice i wybraną liczbę na zewnątrz. Upewnij się, że zapis przedziałów odpowiada słowom „mniej” lub „więcej” oraz że równość jest dozwolona tylko przy znaku nieostrym.

Najczęstsze pytania

Skąd wiadomo, gdzie jest środek odległości?
W wyrażeniu \(|x-a|\) środkiem jest liczba \(a\). Dlatego \(|x+2|=|x-(-2)|\) opisuje odległość od \(-2\).
Kiedy zaznaczam środek, a kiedy zewnętrzne części osi?
Dla \(r\gt0\) warunek \(|x-a|\lt r\) wybiera punkty między \(a-r\) i \(a+r\). Warunek \(|x-a|\gt r\) wybiera punkty poza tymi granicami. Znaki nieostre dodatkowo włączają końce.
Czy wartość bezwzględna może być mniejsza od liczby ujemnej?
Nie. Wartość bezwzględna jest nieujemna, więc taka nierówność nie ma rozwiązań rzeczywistych.

Poćwicz

ABCD

Co oznacza \(|x-5|\)?

ABCD

Rozwiąż \(|x-4|\lt 2\).

ABCD

Rozwiąż \(|2x|\leq6\).

ABCD

Rozwiąż \(|x+3|\geq1\).

ABCD

Który przedział opisuje \(|x-1|\leq3\)?

ABCD

Jaki jest zbiór rozwiązań \(|x|\lt -1\)?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)