Kitsas riigieksam 2015, ülesanne 5: Võrratusesüsteem absoluutväärtuse ja murdudega
Lahendage võrratusesüsteem
⎩⎨⎧5−2x<x−∣2−5∣63x−3≤4−2x+1
ja leidke selle võrratusesüsteemi kõik täisarvulised lahendid.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2015, ülesanne 5
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Arvuta kõigepealt absoluutväärtus ∣2−5∣. Teises võrratuses korruta mõlemaid pooli nimetajate ühiskordsega 6. Kui jagad negatiivse arvuga, pöördub võrratuse märk.
1Samm 1Peidetud
1
Samm 1: Arvuta absoluutväärtus
Alustame esimesest võrratusest. Selles on absoluutväärtus, mille sees on ainult arvud, seega saame selle kohe välja arvutada.
Arvutame kõigepealt absoluutväärtuse sees oleva vahe. Negatiivse arvu absoluutväärtus on selle vastandarv.
∣2−5∣=∣−3∣=3
Absoluutväärtus on arvu kaugus nullist, see ei ole kunagi negatiivne: ∣−3∣=3. Viga oleks kirjutada ∣2−5∣=2+5 või jätta miinus alles.
2Samm 2Peidetud
2
Samm 2: Lahenda esimene võrratus
Asendame absoluutväärtuse arvuga 3.
5−2x<x−3
x-iga liikmed viime vasakule ja arvud paremale poole, muutes nende märgi.
−2x−x<−3−5
Koondame mõlemal pool.
−3x<−8
Jagame mõlemaid pooli arvuga −3. Negatiivse arvuga jagades pöördub võrratuse märk.
x>−3−8
Arvutame jagatise.
x>38
L1380
Kahe negatiivse arvu jagatis on positiivne: −3−8=38=232. Võrratus on range, seega 38 ise lahend ei ole (arvteljel tühi ring).
3Samm 3Peidetud
3
Samm 3: Vabane teises võrratuses murdudest
Teises võrratuses on murrud nimetajatega 6 ja 2. Nende vähim ühiskordne on 6, seega korrutame võrratuse mõlemaid pooli arvuga 6.
Korrutame iga liikme arvuga 6. Lugejad jäävad sulgudesse.
6⋅63x−3≤6⋅4−6⋅2x+1
Taandame: 6:6=1 ja 6:2=3.
3x−3≤24−3(x+1)
Positiivse arvuga korrutamisel võrratuse märk ei muutu. Korrutada tuleb kõiki liikmeid, ka liiget 4, mis ei ole murd. Murru lugeja on üks tervik, seepärast jääb x+1 sulgudesse.
4Samm 4Peidetud
4
Samm 4: Lahenda teine võrratus
Avame sulud. Miinus sulgude ees muudab mõlema liikme märgi.
3x−3≤24−3x−3
x-iga liikmed viime vasakule ja arvud paremale poole, muutes nende märgi.
3x+3x≤24−3+3
Koondame mõlemal pool.
6x≤24
Jagame mõlemaid pooli arvuga 6. Arv on positiivne, seega märk jääb samaks.
x≤4
L1380L240
−3(x+1)=−3x−3. Paremal pool on 24−3=21 ja vasakult viidud −3 muutub +3-ks, kokku 24. Arv 4 kuulub lahendisse, sest võrratus on mitterange (arvteljel täidetud ring).
5Samm 5Peidetud
5
Samm 5: Leia lahendite ühisosa
Süsteemi lahend on need arvud, mis rahuldavad mõlemat võrratust korraga.
Kirjutame mõlema võrratuse lahendid süsteemina.
{x>38x≤4
Arvteljel kattuvad lahendid arvude 38 ja 4 vahel. Arv 38 ei kuulu lahendisse, arv 4 kuulub.
x∈(38;4]
L1380L240L3840
Ümarsulg tähendab, et otspunkt ei kuulu vahemikku, nurksulg, et kuulub. Teisiti kirjutatuna 38<x≤4 ehk 232<x≤4.
6Samm 6Peidetud
6
Samm 6: Leia täisarvulised lahendid
Otsime täisarve, mis on suuremad kui 38=232 ja väiksemad või võrdsed kui 4.
Arv 2 on väiksem kui 232, arvud 3 ja 4 sobivad, 5 on juba suurem kui 4.
x∈{3;4}
L1380L240L38430
Kontrolliks: x=3 korral 5−6=−1<3−3=0 ja 66=1≤4−2=2. x=4 korral 5−8=−3<4−3=1 ja 69=1,5≤4−2,5=1,5 (võrdus on lubatud).
VASTUS
Võrratusesüsteemi lahend on x∈(38;4] ehk 38<x≤4 ning selle täisarvulised lahendid on 3 ja 4.