Lecția 3 din 3 · Intervale și inecuații
Inecuații de gradul I în mulțimea numerelor reale
O inecuație seamănă cu o ecuație, dar în loc de semnul egal are un semn de inegalitate, iar soluția ei nu este de obicei un singur număr, ci un interval întreg de numere. Reguli aproape identice cu cele de la ecuații, plus una singură, esențială, care schimbă tot: sensul inegalității.
Ce vei învăța
- Înțelegi ce este o inecuație și ce înseamnă o soluție a ei.
- Rezolvi o inecuație de gradul I prin transformări echivalente.
- Aplici corect schimbarea sensului inegalității la înmulțire sau împărțire cu un număr negativ.
- Scrii soluția unei inecuații ca inegalitate, ca interval și o reprezinți pe axa numerelor.
- Verifici rezultatul unei inecuații rezolvate.
Recomandat înainte: Operații cu intervale: intersecția și reuniunea
Ideea de bază
O inecuație este o propoziție cu o necunoscută, în care apare un semn de inegalitate (, , , ) în loc de semnul egal. De exemplu, este o inecuație: te întrebi pentru ce numere reale este adevărată propoziția.
Spre deosebire de o ecuație, care are de obicei un singur număr ca soluție, o inecuație are de obicei o mulțime întreagă de soluții. Pentru , orice mai mare decât funcționează: , , . Mulțimea soluțiilor se scrie compact ca interval:
Rezolvi o inecuație aproape la fel ca o ecuație: aduni, scazi, înmulțești, împarți, ca să izolezi necunoscuta. Regula nouă, singura care lipsește la ecuații, apare la înmulțire sau împărțire cu un număr negativ, și e subiectul central al acestei lecții.
Ce este o inecuație
O inecuație de gradul I cu necunoscuta are una dintre formele:
unde și sunt numere reale date, iar . Ca și la ecuații, poți întâlni inecuații scrise sub alte forme, care se aduc la una dintre acestea prin calcule (de exemplu sau ).
Cu ce seamănă și cu ce nu
O inecuație seamănă cu o ecuație de gradul I (), dar semnul egal e înlocuit cu , , sau . Metodele de rezolvare sunt aproape identice; diferența esențială apare doar la înmulțire/împărțire cu un număr negativ.
Ce înseamnă soluția unei inecuații
A rezolva o inecuație înseamnă a găsi TOATE numerele reale care, puse în locul lui , fac propoziția adevărată. Această mulțime se numește mulțimea soluțiilor.
Pentru : dacă pui , obții , adică , adevărat, deci este soluție. Dacă pui , obții , adică , fals, deci NU este soluție. Dacă pui , obții , fals.
O ecuație vs. o inecuație
Ecuația are o singură soluție, . Inecuația are o mulțime întreagă de soluții: toate numerele mai mari decât . Nu confunda „soluția” (un număr) de la ecuație cu „mulțimea soluțiilor” (un interval) de la inecuație.
Transformări echivalente
Ca și la ecuații, poți transforma o inecuație fără să-i schimbi mulțimea soluțiilor, dacă aplici o transformare echivalentă. Două inecuații echivalente au exact aceeași mulțime de soluții.
- Poți aduna sau scădea același număr din amândouă părțile inegalității.
- Poți înmulți sau împărți amândouă părțile cu același număr POZITIV, fără să schimbi sensul.
- Poți înmulți sau împărți amândouă părțile cu același număr NEGATIV, dar atunci sensul inegalității SE SCHIMBĂ.
Primele două reguli sunt identice cu cele de la ecuații. A treia este noutatea acestei lecții și motivul pentru care inecuațiile cer puțin mai multă atenție decât ecuațiile.
Adunare și scădere
Adunarea sau scăderea aceluiași număr din amândouă părțile unei inegalități nu schimbă sensul ei. Este exact ca la ecuații.
Sensul inegalității () rămâne același pe tot parcursul rezolvării.
Înmulțire și împărțire cu un număr pozitiv
Dacă înmulțești sau împarți amândouă părțile unei inegalități cu același număr pozitiv, sensul rămâne neschimbat.
Verificare rapidă cu numere: . Înmulțești cu (pozitiv): , tot adevărat, semnul rămâne. Nimic surprinzător aici.
De ce se schimbă sensul la înmulțire/împărțire cu un negativ
Aceasta este regula cea mai importantă din toată lecția: la înmulțirea sau împărțirea unei inegalități cu un număr negativ, sensul inegalității se schimbă.
Pornești de la o inegalitate adevărată, simplă: . Înmulțești amândouă părțile cu :
Dacă ai păstra semnul neschimbat, ai obține , ceea ce este FALS: pe axa numerelor, este la dreapta lui , deci este mai mare, nu mai mic. Afirmația corectă este:
Înmulțirea cu un număr negativ „oglindește” numerele față de pe axă: ce era mai la dreapta ajunge mai la stânga și invers. Ordinea numerelor se inversează, deci semnul inegalității trebuie să se inverseze și el, ca propoziția să rămână adevărată.
Regula centrală
Când înmulțești sau împarți o inegalitate cu un număr NEGATIV, semnul se inversează: devine , devine , și invers. Când înmulțești sau împarți cu un număr POZITIV, semnul rămâne neschimbat.
Aplici aceeași idee într-o inecuație cu necunoscută:
Verifici cu un număr: satisface . Pui în inecuația inițială: , și , adevărat. Rezultatul e corect.
Rezolvare pas cu pas
Metoda generală, aceeași ca la ecuații, cu o singură atenție suplimentară:
- Desfaci parantezele, dacă există.
- Aduni/scazi termeni ca să grupezi necunoscuta într-o parte și numerele în cealaltă.
- Reduci termenii asemenea din fiecare parte.
- Împarți (sau înmulțești) cu coeficientul lui , ca să izolezi necunoscuta.
- Dacă acel coeficient este NEGATIV, inversezi sensul inegalității.
- Scrii soluția ca inegalitate, apoi ca interval.
Exemplu complet, cu paranteze și coeficient negativ:
Soluția ca interval
Mulțimea soluțiilor unei inecuații de gradul I este întotdeauna un interval nemărginit (sau, în cazuri speciale, toată mulțimea ori mulțimea vidă , vezi mai jos). Translația inegalitate → interval este aceeași pe care ai învățat-o în lecțiile anterioare.
| Inegalitate | Interval |
|---|---|
Nu confunda cu
ÎNCLUDE , deci intervalul se scrie cu paranteză dreaptă: . Scrierea ar exclude și ar corespunde lui , nu lui . Infinitul, în schimb, NU este niciodată inclus: e mereu paranteză rotundă lângă sau .
Aplicat exemplelor de mai sus: ; ; ; .
Soluția pe axa numerelor
Reprezentarea pe axă folosește exact convenția de la lecțiile anterioare: capăt inclus → paranteză dreaptă lipită de axă în acel punct, capăt exclus → paranteză rotundă, iar spre infinit, o semidreaptă cu vârf de săgeată, fără nicio paranteză. Toate marcajele numerice stau sub axă.
Verificare
Poți verifica o inecuație rezolvată punând o valoare din soluție și una din afara ei, în inecuația inițială (nu în forma finală).
Pentru , ai obținut soluția . Testezi (parte din soluție): , adică , adevărat. Testezi capătul (NU este parte din soluție, fiindcă inegalitatea e strictă): , adică , fals, exact cum era de așteptat, fiindcă e exclus.
La ce ajută și la ce nu ajută verificarea
Testarea unor valori te ajută să prinzi o greșeală de calcul sau de sens, dar NU poate „demonstra” singură întreaga mulțime a soluțiilor, sunt infinit de multe numere de testat. Algebra (transformările echivalente) este cea care determină complet mulțimea soluțiilor; verificarea este doar un control rapid, util mai ales la capătul intervalului.
Cazuri speciale
Uneori necunoscuta dispare complet din inecuație, în urma reducerii termenilor. Rămân doar două cazuri posibile. În niciunul nu împarți la : nu mai ai ce împărți, fiindcă nu mai apare.
Dacă rămâne o propoziție adevărată pentru orice număr, soluția este toată mulțimea numerelor reale:
Dacă rămâne o propoziție falsă, indiferent de , inecuația nu are nicio soluție:
Cazuri rare, dar posibile
Aceste situații apar când termenii cu se reduc complet. Nu înseamnă că ai greșit: verifică doar dacă propoziția rămasă (fără ) este adevărată sau falsă, și scrie , respectiv .
Exemple rezolvate
Exemplul 1: adunare simplă
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Soluția ca interval:
Exemplul 2: împărțire la un coeficient pozitiv
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 3: coeficient negativ
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 4: doi termeni cu necunoscută, coeficient negativ după reducere
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 5: paranteze simple
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 6: fracție simplă
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 7: necunoscuta în ambele părți
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 8: fracție cu paranteză
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 9: coeficient negativ obținut din paranteză
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Vezi rezolvarea
Exemplul 10: citire de pe axă și verificare
Pe axă, soluția unei inecuații este desenată cu paranteză dreaptă la și semidreaptă spre dreapta. Scrie inegalitatea și intervalul, apoi verifică dacă și sunt soluții.
Vezi rezolvarea
Paranteză dreaptă la (capăt inclus) și semidreaptă spre dreapta înseamnă toate numerele mai mari sau egale cu .
: , adevărat, deci este soluție. : , adevărat (capătul este inclus), deci este și el soluție.
Video
Operatii cu numere reale. Inecuatii
Acest videoclip este furnizat de YouTube. Pentru a-l încărca, permite conținutul extern.
Poți modifica această alegere oricând din .
Deschide pe YouTube · 40 min
Operatii cu numere reale. Inecuatii
Acest videoclip este furnizat de YouTube. Pentru a-l încărca, permite conținutul extern.
Poți modifica această alegere oricând din .
Deschide pe YouTube · 37 min
Greșeli frecvente
Împart o inegalitate cu un număr negativ și păstrez semnul neschimbat.
La împărțirea (sau înmulțirea) cu un număr negativ, semnul inegalității SE INVERSEAZĂ: devine , devine , și invers. Exemplu: din obții , nu .
Inversez semnul și atunci când împart cu un număr pozitiv.
Semnul se schimbă DOAR la înmulțire/împărțire cu un negativ. La un număr pozitiv, sensul rămâne neschimbat: din obții , nu .
Scriu soluția ca intervalul .
include , deci intervalul are paranteză dreaptă: . ar corespunde lui , care exclude .
Pun paranteză dreaptă lângă , de exemplu .
nu este un număr real, deci nu poate fi un capăt „inclus”. Se scrie mereu cu paranteză rotundă lângă sau : , .
Trec un termen dintr-o parte a inegalității în cealaltă fără să-i schimb semnul.
Ca la ecuații: când muți un termen dintr-o parte a inegalității în cealaltă, îi schimbi semnul. Din obții , nu .
Cred că o inecuație are, ca și o ecuație, o singură soluție (un singur număr).
O ecuație de gradul I are, de regulă, un singur număr ca soluție. O inecuație de gradul I are, de regulă, o mulțime întreagă de soluții, un interval. înseamnă „toate numerele mai mari decât ”, nu „numărul ”.
Verific soluția doar cu numere întregi și cred că mulțimea soluțiilor conține doar numere întregi.
Mulțimea soluțiilor unei inecuații de gradul I conține TOATE numerele reale din interval, nu doar cele întregi. Pentru , și , și , și sunt soluții, nu doar , , …
Pentru desenez la , în loc de .
Paranteza „se deschide” spre partea unde SUNT soluțiile. Pentru (soluțiile sunt la dreapta lui ), paranteza la este , deschisă spre dreapta. Pentru (soluțiile sunt la stânga lui ), paranteza la este , deschisă spre stânga.
Exerciții
Ușor
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Scazi din amândouă părțile: .
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Împarți la (pozitiv), sensul nu se schimbă: .
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Împarți la (negativ), sensul se inversează: .
Scrie ca interval mulțimea soluțiilor inecuației .
Arată răspunsul
Răspuns: .
Capătul este inclus, deci paranteză dreaptă; spre dreapta, nemărginit.
Verifică dacă este soluție a inecuației .
Arată răspunsul
Răspuns: Nu.
, iar este fals.
Mediu
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
(împarți la , pozitiv).
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
.
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Înmulțești cu (pozitiv): ; împarți la (pozitiv): .
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
(împarți la , negativ, sensul se inversează).
Pe axă, soluția unei inecuații are paranteză rotundă la și semidreaptă spre stânga. Scrie inegalitatea și intervalul corespunzător.
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Paranteză rotundă = capăt exclus; semidreapta spre stânga = numere mai mici decât .
Rezolvă inecuația . Scrie capătul intervalului ca fracție și ca zecimală.
Arată răspunsul
Răspuns: , adică ; .
Împarți la (pozitiv), sensul nu se schimbă: . Valoarea este exactă, nu o aproximare.
Rezolvă inecuația .
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Aduni : . Împarți la (pozitiv): .
Un abonament lunar la bazinul de înot costă de lei, la care se adaugă lei pentru fiecare intrare. Maria are cel mult de lei pentru o lună. Scrie inecuația care modelează situația, rezolv-o și află numărul maxim de intrări pe care și le permite Maria.
Arată răspunsul
Răspuns: , ; cel mult intrări.
Cu numărul de intrări: , adică . Numărul de intrări este natural, deci Maria își permite cel mult intrări.
Provocare
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
Înmulțești cu (negativ), sensul se inversează: ; aduni : .
Rezolvă inecuația și interpretează rezultatul.
Arată răspunsul
Răspuns: .
Scazi din amândouă părțile: rămâne , propoziție adevărată pentru orice , deci toată mulțimea este soluție.
Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Arată răspunsul
Răspuns: Nicio soluție, .
, propoziție falsă pentru orice , deci mulțimea soluțiilor este vidă.
Mini-test
Rezolvă pe caiet, apoi vezi răspunsul. Nu se salvează niciun punctaj.
1. Din , prin împărțire la , obții:
Arată răspunsul
Răspuns:
Împarți cu un număr negativ, deci sensul se inversează: .
2. Soluția inecuației este:
Arată răspunsul
Răspuns:
(împarți la , pozitiv, sensul nu se schimbă).
3. se scrie ca interval:
Arată răspunsul
Răspuns:
este exclus (inegalitate strictă), deci paranteză rotundă, nemărginit spre dreapta.
4. Pe axă, care desen corespunde lui ?
Arată răspunsul
Răspuns: paranteză dreaptă la , semidreaptă spre stânga
include capătul (paranteză dreaptă), iar soluțiile sunt mai mici sau egale, deci spre stânga.
5. Rezolvă inecuația și scrie soluția ca interval.
Arată răspunsul
Răspuns: , adică .
(înmulțești cu , negativ, sensul se inversează).
6. Este soluție a inecuației ? De ce?
Arată răspunsul
Răspuns: Da, pentru că inegalitatea este (nu strictă), deci este inclus în mulțimea soluțiilor.
La o inegalitate nestrictă (cu sau ), capătul face parte din soluție.
7. Rezolvă și scrie rezultatul ca inegalitate simplă pentru .
Arată răspunsul
Răspuns: .
(înmulțești cu , negativ, sensul se inversează).
Întrebări frecvente
Ce este o inecuație?
O propoziție cu o necunoscută, în care apare un semn de inegalitate (, , , ) în loc de semnul egal. A rezolva o inecuație înseamnă a găsi toate numerele reale pentru care propoziția este adevărată.
De ce se schimbă sensul când împart la un număr negativ?
Pentru că înmulțirea sau împărțirea cu un număr negativ inversează ordinea numerelor pe axă: dacă , atunci . Ca inegalitatea transformată să rămână adevărată, semnul trebuie inversat.
Cum scriu soluția ca interval?
devine ; devine ; devine ; devine . Infinitul nu este niciodată inclus, deci lângă el stă mereu paranteza rotundă.
Cum reprezint soluția pe axă?
Desenezi o paranteză dreaptă la capătul inclus sau o paranteză rotundă la capătul exclus, lipită de axă în acel punct, apoi o semidreaptă cu săgeată în direcția în care se află soluțiile. Toate valorile numerice se scriu sub axă.
Care este diferența dintre și ?
exclude numărul (interval , paranteză rotundă). include numărul (interval , paranteză dreaptă). Diferența e un singur număr, dar contează în scrierea intervalului și în desenul de pe axă.
Poate o inecuație să aibă toate numerele reale sau nicio soluție ca răspuns?
Da. Dacă necunoscuta dispare din calcul și rămâne o propoziție adevărată (de exemplu ), soluția este . Dacă rămâne o propoziție falsă (de exemplu ), inecuația nu are nicio soluție, adică mulțimea soluțiilor este .
Resurse utile
Ai terminat lecția
Inecuații de gradul I în mulțimea numerelor reale
Ai parcurs această lecție. Poți continua folosind navigarea de mai jos.





