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1次不等式と1次関数の関係について

1次方程式と1次関数でみたように1次方程式と1次関数の間に密接な関係があった。それと同じように、1次不等式と1次関数にも密接な関係がある。

1次不等式(1)の範囲

1次不等式(1)の範囲

たとえば、1次不等式 12x1>0 の解について考える。この1次不等式の「左辺を y とおいた1次関数」 y=12x1 を考える。すると、不等式 (1) を解くためには (y=12x1y)>0 となる x の範囲を求めればよい。よって、右のグラフから x>2 である。

実際、この1次不等式を解いてみると 12x1>0 12x>1 x>2 となり、確かに1次関数の y0 より大きくなる x の範囲となっている。

1次方程式をグラフを使って解く

次の1次不等式をグラフを使って解け。

  1. x3133<0
  2. 2x8
  3. \dfrac{2}{3}x-\dfrac{8}{3}\gt0
  4. -7x+2\geqq0

  1. 1の図
    右図より、\overbrace{\dfrac{x}{3}-\dfrac{13}{3}}^{yの値}\lt0 となるのは x\lt13 のとき。よって、1次不等式 \dfrac{x}{3}-\dfrac{13}{3}\lt0 の解は \boldsymbol{x\lt13} となる。
  2. 2の図
    右図より、\overbrace{-2x-8}^{yの値}\leqq0 となるのは x\geqq-4 のとき、よって1次不等式 -2x-8\leqq0 の解は \boldsymbol{x\geqq-4} となる。
  3. 3の図
    右図より、\overbrace{\dfrac{2}{3}x-\dfrac{8}{3}}^{yの値}\gt0 となるのは x\gt4 のとき、よって1次不等式 \dfrac{2}{3}x-\dfrac{8}{3}\gt0 の解は \boldsymbol{x\gt4} となる。
  4. 4の図
    右図より、\overbrace{-7x+2}^{yの値}\geqq0 となるのは x\leqq\dfrac{2}{7} のとき、よって1次不等式 -7x+2\geqq0 の解は \boldsymbol{x\leqq\dfrac{2}{7}} となる。

1次不等式の解

a\gt0 の場合の、1次不等式と1次関数の解の関係はつぎのようにまとめることができる。

y=ax+b のグラフy=ax+bのグラフ
ax+b=0 の解x=-\dfrac{b}{a}
ax+b\gt0 の解x\gt-\dfrac{b}{a}
ax+b\geqq0 の解x\geqq-\dfrac{b}{a}
ax+b\lt0 の解x\lt-\dfrac{b}{a}
ax+b\leqq0 の解x\leqq-\dfrac{b}{a}