Определение общего множества решений при дробных коэффициентах — тематические карточки для 8 класса

8 класс · Алгебра · Неравенства. Цель: научиться обосновывать пересечение решений двух линейных неравенств с дробными коэффициентами, включая пустое множество и единственную общую точку.

Содержание статьи5 разделов

Сомнительное утверждение: «если оба неравенства верны по отдельности, система всегда имеет решение»

Это неверно. Система требует одновременного выполнения двух условий. Например, условия x > 3 и x < 2 каждое по отдельности выполнимы, но общих чисел нет. Коэффициенты 1/2, −3/4 и 5/6 не меняют принцип: сперва каждый знак приводят к условию на x, затем пересекают найденные промежутки.

Если умножаем или делим обе части неравенства на отрицательное число, знак обязательно обращается. На этом шаге чаще всего возникает ошибка: из −x > −4 следует x < 4, а не x > 4. Деление на положительное число сохраняет знак. Никакие приблизительные десятичные дроби здесь не нужны: ответы удобно давать точными обыкновенными дробями.

Для системы с двумя ограничениями проверка состоит из трёх утверждений: каждое исходное условие эквивалентно полученной границе; границы пересечены, а не объединены; крайняя точка включена только при нестрогом знаке. Если одна граница больше другой, решений нет; если они равны, возможно одно решение или пустое множество.

Карточки для самостоятельного доказательства

В каждой карточке надо не только записать итог, но и объяснить знак, границы и вид ответа. Первые четыре пары удобно решать устно с дробями; следующие содержат отрицательные коэффициенты и пограничные случаи.

№ Система неравенств Что обосновать
1 № 1. (1/2)x + 1/3 > 3/2; (−2/3)x + 1/4 ≥ 5/2. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
2 № 2. (−3/4)x + 1/2 < 2; (2/3)x − 1/6 < 5. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
3 № 3. (5/6)x + 1/3 ≥ 1; (−1/2)x + 3/4 > 3. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
4 № 4. (−2/5)x + 3/10 ≥ −1; (3/4)x + 1/2 ≥ 4. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
5 № 5. (1/4)x − 2/3 < 2; (−5/8)x + 3/2 < 0. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
6 № 6. (3/7)x + 1/7 ≥ 1; (−4/5)x + 2/5 ≥ −2. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
7 № 7. (−7/9)x + 1/3 < 3; (1/3)x + 4/9 > 0. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
8 № 8. (2/3)x − 1/2 < 1; (−3/5)x + 1/5 < 1. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
9 № 9. (3/8)x − 1/4 ≥ 1/2; (−1/3)x + 2/9 ≥ 1/9. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
10 № 10. (−2/3)x + 1/6 > 1/2; (4/7)x − 1/7 < 2. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
11 № 11. (1/6)x − 5/6 ≥ 0; (−3/4)x − 1/4 ≥ −4. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.
12 № 12. (5/12)x + 2/3 < 1; (−1/6)x + 1/3 < 1/4. Найдите обе границы; обоснуйте их пересечение.

Почему правило пересечения работает

Если множество первого неравенства обозначить A, а второго B, то для системы требуется x ∈ A и x ∈ B. Это означает x ∈ A ∩ B. На числовой прямой достаточно отметить оба множества и оставить их общую часть. Открытая скобка показывает, что крайняя точка не удовлетворяет строгому знаку. Например, x > 2 и x ≤ 5 дают (2; 5].

Полные решения и аргументы

  1. № 1: первое неравенство даёт x > 7/3, второе — x ≤ −27/8. Пересечение: ∅. Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется. Нижняя граница противоречит верхней: ни одно число не подходит сразу к обоим условиям.
  2. № 2: первое неравенство даёт x > −2, второе — x < 31/4. Пересечение: (−2; 31/4). Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.
  3. № 3: первое неравенство даёт x ≥ 4/5, второе — x < −9/2. Пересечение: ∅. Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется. Нижняя граница противоречит верхней: ни одно число не подходит сразу к обоим условиям.
  4. № 4: первое неравенство даёт x ≤ 13/4, второе — x ≥ 14/3. Пересечение: ∅. Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется. Нижняя граница противоречит верхней: ни одно число не подходит сразу к обоим условиям.
  5. № 5: первое неравенство даёт x < 32/3, второе — x > 12/5. Пересечение: (12/5; 32/3). Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.
  6. № 6: первое неравенство даёт x ≥ 2, второе — x ≤ 3. Пересечение: [2; 3]. Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.
  7. № 7: первое неравенство даёт x > −24/7, второе — x > −4/3. Пересечение: (−4/3; +∞). Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.
  8. № 8: первое неравенство даёт x < 9/4, второе — x > −4/3. Пересечение: (−4/3; 9/4). Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.
  9. № 9: первое неравенство даёт x ≥ 2, второе — x ≤ 1/3. Пересечение: ∅. Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется. Нижняя граница противоречит верхней: ни одно число не подходит сразу к обоим условиям.
  10. № 10: первое неравенство даёт x < −1/2, второе — x < 15/4. Пересечение: (−∞; −1/2). Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.
  11. № 11: первое неравенство даёт x ≥ 5, второе — x ≤ 5. Пересечение: {5}. Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется. Обе нестрогие границы совпали: проверьте единственное число в первоначальной системе.
  12. № 12: первое неравенство даёт x < 4/5, второе — x > 1/2. Пересечение: (1/2; 4/5). Хотя бы одно деление выполнялось на отрицательный коэффициент, поэтому направление соответствующего знака меняется.

Проверка особых случаев

При одинаковых граничных числах выражения x ≥ a и x ≤ a дают {a}; но x > a и x ≤ a дают пустое множество. Если одна проверка выполнена только приблизительно, строгая граница может быть потеряна. Поэтому сохраняйте дроби 1/3, 5/6 и другие в точном виде до последнего шага.

Критерий проверки тетради: правильное направление после преобразований; точное указание включённых концов; объяснение, почему берётся именно общая часть. Один удачно угаданный промежуток без этих обоснований не считается полным решением.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым