Відомо, що −43<m<65 і 3<n<10. Знайти діапазони значень для виразів: а) 2m+3n; б) 4m−n; в) m+n2; г) n2−m.
Розв’язання
Знайдемо межі для виразу а) 2m+3n: - Множимо нерівність на m на 2: −23<2m<35 (тобто −1,5<2m<1,66…). - Множимо нерівність на n на 3: 9<3n<30. - Додаємо нерівності: (−1,5+9)<2m+3n<(1,66⋯+30), отже 7,5<2m+3n<31,66….
Знайдемо межі для виразу б) 4m−n: - Множимо нерівність на m на 4: −3<4m<310 (тобто −3<4m<3,33…). - Змінюємо знак нерівності на n: −10<−n<−3. - Додаємо нерівності: (−3+(−10))<4m−n<(3,33⋯+(−3)), отже −13<4m−n<0,33….
Знайдемо межі для виразу в) m+n2: - Знаходимо межі квадрата n: оскільки 3<n<10, то 9<n2<100. - Додаємо нерівність на m (−43<m<65): (−43+9)<m+n2<(65+100), отже 8,25<m+n2<100,83….
Знайдемо межі для виразу г) n2−m: - Використовуємо межі квадрата n (9<n2<100). - Змінюємо знак нерівності на m: −65<−m<43. - Додаємо нерівності: (9+(−65))<n2−m<(100+43), отже 8,17⋯<n2−m<100,75.
Записати нерівність ∣x∣<3 у вигляді подвійної нерівності.
Розв’язання
Записуємо нерівність ∣x∣<3 у вигляді подвійної нерівності: −3<x<3.
Відповідь:
−3<x<3.
Завдання 144
Перетворення складених нерівностей з модулем
Записати нерівності а) 2∣x∣<π і б) ∣x∣−7≤−6 у вигляді подвійних нерівностей.
Розв’язання
Розглядаємо пункт а): 2∣x∣<π. Ділимо все на 2: ∣x∣<2π. Перетворюємо в подвійну: −2π<x<2π.
Розглядаємо пункт б): ∣x∣−7≤−6. Додаємо 7 до обох частин: ∣x∣≤−6+7, тобто ∣x∣≤1. Перетворюємо в подвійну: −1≤x≤1.
Відповідь:
а) −2π<x<2π; б) −1≤x≤1.
Завдання 145
Площа фігури з сітки
На малюнку 3.4 (Мал. 3.4) зображено листок, розміщений на координатній сітці, де один квадрат має сторону 1 см. Потрібно оцінити площу цього листа.
Розв’язання
Підрахуємо повні квадрати всередині листка: їх 14.
Оцінимо частково заповнені квадрати по краях (верхній край, нижній край, лівий і правий): їх площа приблизно дорівнює площі 10–12 повних квадратів.
Складемо подвійну нерівність: 14<S<14+12, тобто 14<S<26 (або 14<S<27 залежно від точності оцінки країв).
Відповідь:
Площа листка задовольняє нерівність 14см2<S<26см2.
Завдання 146
Спрощення подвійних нерівностей з модулем
Записати нерівності з модулем у вигляді подвійної нерівності та спростити їх: а) ∣2x−1∣<3; б) ∣2−0,5x∣≤2,5; в) ∣x−5∣<1.
Розв’язання
а) ∣2x−1∣<3 записуємо як −3<2x−1<3. Додамо 1 до всіх частин: −2<2x<4. Поділимо на 2: −1<x<2.
б) ∣2−0,5x∣≤2,5 записуємо як −2,5≤2−0,5x≤2,5. Віднімемо 2: −4,5≤−0,5x≤0,5. Поділимо на −0,5 (знак нерівності змінюється): 9≥x≥−1, тобто −1≤x≤9.
в) ∣x−5∣<1 записуємо як −1<x−5<1. Додамо 5: 4<x<6. Піднесемо до квадрату (умови x≥0 виконуються): 16<x<36.
Відповідь:
а) −1<x<2; б) −1≤x≤9; в) 16<x<36.
Завдання 147
Доведення властивостей середнього та геометричного арифметичного
Довести твердження: а) якщо a<b, то a<2a+b<b; б) якщо 0<a<b, то a<ab<b.
Розв’язання
а) Доведемо ліву частину: a<2a+b. Помножимо на 2 (знак не змінюється): 2a<a+b. Віднімемо a: a<b — це вірно за умовою. Доведемо праву частину: 2a+b<b. Помножимо на 2: a+b<2b. Віднімемо b: a<b — вірно. Отже, a<2a+b<b.
б) Доведемо ліву частину: a<ab. Піднесемо до квадрату (числа додатні): a2<ab. Поділимо на a (a>0): a<b — вірно. Доведемо праву частину: ab<b. Піднесемо до квадрату: ab<b2. Поділимо на b (b>0): a<b — вірно. Отже, a<ab<b.
Відповідь:
а) Доведено, що середнє арифметичне лежить між числами; б) Доведено, що геометричне середнє також лежить між додатними числами.