Rasjonale ulikskapar - Matematikk 1T-Y - NA - NDLA

Hopp til innhald
Oppgave

Rasjonale ulikskapar

Oppgåvene nedanfor skal løysast utan bruk av hjelpemiddel. Du kan òg prøve å løyse oppgåvene med CAS.

1.10.20

Løys ulikskapane ved rekning utan hjelpemiddel.

a) x-12x+1<0

Vis fasit

Teljaren er null når  x-1=0, det vil seie når  x=1.

Nemnaren er null når  2x+1=0, det vil seie når  x=-12.

Det er berre for desse verdiane av x at brøken kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , -12, -12, 1 og 1, .

For  x=-1  får vi  -1-12·-1+1=-2-1. Uttrykket er positivt.

For  x=0  får vi  0-12·0+1=-11. Uttrykket er negativt.

For  x=2  får vi  2-12·2+1=15. Uttrykket er positivt.

Vi kan no setje opp forteiknskjema for brøken  x-12x+1.

NB: Legg merke til at brøken  x-12x+1  ikkje er definert for  x=-12.

Oppgåva vår var å finne ut for kva verdiar av x det stemde at brøken  x-12x+1  er mindre enn null. Det er når

x-12, 1

Løysing med CAS:

x-12x+1<01Løys: -12<x<1

b) x+1x-1>2

Vis fasit

Først må vi samle alt i éin brøk for å få null på høgre side.

x+1x-1-2 > 0          x+1x-1-2x-1x-1>0          x+1-2x+2x-1>0          -x+3x-1>0

Teljaren er null når -x+3=0, det vil seie når  x=3.

Nemnaren er null når  x-1=0, det vil seie når  x=1.

Det er berre for desse verdiane av x at brøken kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , 1, 1, 3 og 3, .

For  x=0  får vi  0+30-1=3-1. Uttrykket er negativt.

For  x=2  får vi  -2+32-1=11. Uttrykket er positivt.

For  x=4  får vi  -4+34-1=-13. Uttrykket er negativt.

Vi kan no setje opp forteiknskjema for brøken  -x+3x-1.

NB: Legg merke til at brøken  -x+3x-1  ikkje er definert for  x=1.

Oppgåva vår var å finne ut for kva verdiar av x det stemde at

x+1x-1>2. Det er når  -x+3x-1>0, og det er når

x1, 3

Løysing med CAS:

x+1x-1>21Løys: 1<x<3

c) 2x-2x-11

Vis fasit

Først må vi samle alt i éin brøk for å få null på høgre side.

2x-2x-1-1  0          2x-2x-1-x-1x-10          2x-2-x+1x-10          x-1x-10

Både teljaren og nemnaren er null når  x-1=0, det vil seie når  x=1.

Det er berre for denne verdien av x at brøken kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , 1 og 1, .

For  x=0  får vi  0-10-1=-1-1. Uttrykket er positivt.

For  x=2  får vi  2-12-1=11. Uttrykket er positivt.

Vi kan no setje opp forteiknskjema for brøken  x-1x-1.

NB: Legg merke til at brøken  x-1x-1  ikkje er definert for  x=1.

Oppgåva vår var å finne ut for kva verdiar av x det stemde at  2x-2x-11. Det er når  x-1x-10, og det skjer aldri.

Ulikskapen har inga løysing.

Løysing med CAS:

2x-2x-111Løys: 

Kommentar: Dette går det an å finne ut utan å teikne forteiknskjema. Sidan det står det same i teljar og nemnar, kan brøken aldri få ein annan verdi enn 1, og 1 er ikkje mindre enn null.

d) 2x-2x-12

Vis fasit

Først må vi samle alt i éin brøk for å få null på høgre side.

2x-2x-1-2  0          2x-2x-1-2x-1x-10          2x-2-2x+2x-10          0x-10

Teljaren er alltid null.

Nemnaren er null når  x-1=0, det vil seie når  x=1.

Brøken  0x-1  er ikkje definert for  x=1. Elles har han verdien null, og null er alltid større eller lik null. Ulikskapen stemmer derfor for alle verdiar av x unnateke for  x=1. Vi får

L=\1

Løysing med CAS:

2x-2x-121Løys: x=x

I skrivande stund ser det ikkje ut som om GeoGebra handterer denne spesielle ulikskapen særleg godt.

1.10.21

Løys ulikskapane ved rekning utan hjelpemiddel.

a) x-1x+2<x+1

Vis fasit

Vi ordnar først ulikskapen slik at vi får 0 på høgre side. Så finn vi nullpunkta til teljaren og nemnaren.

x-1x+2-x+1 < 0          x-1x+2-x+2x+1x+2<0          x-1-x2+3x+2x+2<0          -x2-2x-3x+2<0

Vi må sjå når teljaren er null. Vi kan til dømes prøve å faktorisere ved å danne eit fullstendig kvadrat. Vi får

-x2-2x-3 = -x2+2x+3=-x2+2x+1+3-1=-x+12+2

Det som står inne i parentesen er alltid positivt. Teljaren er derfor alltid negativ.

Nemnaren er null når  x+2=0, det vil seie når  x=-2.

Det er berre for denne verdien av x at brøken kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , -2 og -2, . Vi skriv berre (–) for teljaren sidan han alltid er negativ.

For  x=-3  får vi  --3+2=--1. Uttrykket er positivt.

For  x=0  får vi  -0+2=-2. Uttrykket er negativt.

Vi kan no setje opp forteiknskjema for brøken  -x2-2x-3x+2.

NB: Legg merke til at brøken  -x2-2x-3x+2  ikkje er definert for  x=-2.

Oppgåva vår var å finne ut for kva verdiar av x det stemde at  x-1x+2<x+1. Det er når brøken  -x2-2x-3x+2  er mindre enn null, og det er når

x-2, 

Løysing med CAS:

x-1x+2<x+11Løys: x>-2

b) 2x-12+x<2x-1

Vis fasit

Vi ordnar først ulikskapen slik at vi får 0 på høgre side. Vi finn så nullpunkta til uttrykket på venstre side.

2x-12+x-2x-1 < 0          2x-12+x-2x-12+x2+x<0          2x-1-4x+2x2-2-x2+x<0          2x-1-4x-2x2+2+x2+x<0 -2x2-x+12+x<0 -2x2+12x-122+x<0 -2x+1x-122+x<0

Teljaren er null når  x+1=0  og når  x-12=0, det vil seie når

x=-1  og når  x=12.

Nemnaren er null når  2+x=0, det vil seie når  x=-2.

Det er berre for desse verdiane av x at uttrykket kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , -2, -2, -1, -1, 12 og 12, .

Vi bruker det faktoriserte uttrykket når vi tek stikkprøvene.

For  x=-3  får vi  -2-3+1-3-122+-3=-·-·--. Uttrykket er positivt.

For  x=-32  får vi  -2-32+1-32-122+-32=-·-·-+. Uttrykket er negativt.

For  x=0  får vi  -20+10-122+0=-·+·-+. Uttrykket er positivt.

For  x=1  får vi  -21+11-122+1=-·+·++. Uttrykket er negativt.

Vi kan då setje opp forteiknskjema for brøken  -2x+1x-122+x:

NB: Legg merke til at brøken  -2x+1x-122+x  ikkje er definert for  x=-2.

2x-12+x<2x-1  når  x-2, -112, .

Løysing med CAS:

2x-12+x<2x-11Løys: -2<x<-1, x>12

c) 2x-13xx+2

Vis fasit

Vi ordnar først ulikskapen slik at vi får 0 på høgre side. Vi finn så nullpunkta til uttrykket på venstre side.

2x-13x-x+2  0          2x-13x-x+23x3x0          2x-1-3x2+6x3x0          2x-1-3x2-6x3x0 -3x2-4x-13x0 -3x2+43x+133x0 -3x+13x+13x0

Teljaren er null når  x+13=0  og når  x+1=0, det vil seie når

x=-13  og når  x=-1

Nemnaren er null når  3x=0, det vil seie når  x=0.

Det er berre for desse verdiane av x at uttrykket kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , -1, -1, -13, -13, 0 og 0, .

Vi bruker det faktoriserte uttrykket når vi tek stikkprøvene.

For  x=-2  får vi  -3-2+13-2+13·-2=-·-·--. Uttrykket er positivt.

For  x=-12  får vi  -3-12+13-12+13·-12=-·-·+-. Uttrykket er negativt.

For  x=-14  får vi  -3-14+13-14+13·-14=-·+·+-. Uttrykket er positivt.

For  x=1  får vi  -31+131+13·1=-·+·++. Uttrykket er negativt.

Vi kan då setje opp forteiknskjema for brøken  -3x+13x+13x:

NB: Legg merke til at brøken  -3x+13x+13x  ikkje er definert for  x=0

2x-13xx+2  når  x, -1][-13, 0.

Løysing med CAS:

2x-13xx+21Løys: x-1, -13x<0

1.10.22 (Ikkje for 1T-Y)

a) Vis at  x=1  er ei løysing av likninga  2x3+4x2-2x-4x+1=0.

Vis fasit

Vi set  x=1  inn i teljaren og får

2·13+4·12-2·1-4=2+4-2-4=0

Brøken blir dermed lik null for  x=1.

b) Løys likninga i a) ved rekning utan hjelpemiddel.

Vis fasit

Vi faktoriserer teljaren. x-1 er ein faktor i teljaren, og vi utfører først polynomdivisjonen.

(2x3+4x2-2x-4):(x-1)=2x2+6x+4 -(2x3-2x2)6x2-2x-4   -(6x2-6x)4x-4-(4x-4)0

Vi finn så nullpunkta til uttrykket  2x2+6x+4.

2x2+6x+4 = 2x2+3x+2=2x+2x+1

Teljaren har då nullpunkta

x=-2,  x=-1  og  x=1.

Nemnaren er null for  x=-1.

Likninga  2x3+4x2-2x-4x+1=0  har dermed løysingane

x=-2       x=1

Løysing med CAS:

2x3+4x2-2x-4x+1=01Løys: x=-2, x=1

c) Løys ulikskapen  2x3+4x2-2x-4x+1>0  ved rekning utan hjelpemiddel.

Vis fasit

Vi bruker det vi har funne i b).

Teljaren er null for  x=-2,  x=-1  og  x=1.

Nemnaren er null for  x=-1.

Med uttrykket på venstre side på faktorisert form blir ulikskapen

2x+2x+1x-1x+1>0

Det er berre for desse verdiane av x der teljar eller nemnar er null at uttrykket kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , -2, -2, -1, -1, 1 og 1,  og bruker det faktoriserte uttrykket i utrekninga.

For  x=-3  får vi  2-3+2-3+1-3-1-3+1=-·-·--. Uttrykket er positivt. (Kvifor tok vi ikkje med 2-talet i forteiknvurderinga?)

For  x=-32  får vi  2-32+2-32+1-32-1-32+1=+·-·--. Uttrykket er negativt.

For  x=0  får vi  20+20+10-10+1=+·+·-+. Uttrykket er negativt.

For  x=2  får vi  22+22+12-12+1=+·+·++. Uttrykket er positivt.

Vi kan då setje opp forteiknskjema for brøken  2x+2x+1x-1x+1.

Legg merke til at brøken  2x+2x+1x-1x+1  ikkje er definert for  x=-1.

Vi får til slutt

 2x3+4x2-2x-4x+1>0  når  x, -21, .

Løysing med CAS:

2x3+4x2-2x-4x+1>01Løys: x<-2, x>1

d) Løys ulikskapen  -3x3-18x2-11x+402x+22  ved rekning utan hjelpemiddel.

Tilleggsopplysningar

Når uliskapen er ordna slik at det står null på høgre side, skal uttrykket på venstre side vere null når  x=-3.

Vis fasit

Vi ordnar først ulikskapen slik at vi får 0 på høgre side. Så finn vi nullpunkta til teljaren og nemnaren.

-3x3-18x2-11x+402x+2-2  0          -3x3-18x2-11x+402x+2-22x+22x+20          -3x3-18x2-11x+40-4x+42x+20          -3x3-18x2-15x+362x+20

Vi faktoriserer teljaren. x+3 er ein faktor i teljaren sidan uttrykket er null når  x=-3, og vi utfører først polynomdivisjonen.

(-3x3-18x2-15x+36):(x+3)=-3x2-9x+12 -(3x3- 9x2)-9x2-15x+36   -(-9x2-27x)12x+36-(12x+36)  0

Vi finn så nullpunkta til uttrykket -3x2-9x+12.

-3x2-9x+12 = -3x2+3x-4=-3x+4x-1

Teljaren har då nullpunkta

x=-4,  x=-3  og  x=1.

Nemnaren er null for  2x+2=0, det vil seie for  x=-1.

Dersom vi bruker faktorisert form på teljaren i uttrykket i den ordna ulikskapen over, får vi

-3x+4x+3x-12x+20

Det er berre for desse verdiane av x der teljar eller nemnar er null at uttrykket kan skifte forteikn. Vi tek stikkprøver for x-verdiar i intervalla , -4, -4, -3, -3, -1, -1, 1 og 1,  og bruker det faktoriserte uttrykket i utrekninga.

For  x=-5  får vi  -3-5+4-5+3-5-12·-5+2=-·-·-·--. Uttrykket er negativt.

For  x=-3,5  får vi  -3-3,5+4-3,5+3-3,5-12·-3,5+2=-·+·-·--. Uttrykket er positivt.

For  x=-1,5  får vi  -3-1,5+4-1,5+3-1,5-12·-1,5+2=-·+·+·--. Uttrykket er negativt.

For  x=0  får vi  -30+40+30-12·0+2=-·+·+·-+. Uttrykket er positivt.

For  x=2  får vi  -32+42+32-12·2+2=-·+·+·++. Uttrykket er negativt.

Vi kan då setje opp forteiknskjema for brøken  -3x+4x+3x-12x+2.

Legg merke til at brøken  -3x+4x+3x-12x+2  ikkje er definert for  x=-1.

Vi får til slutt

 -3x+4x+3x-12x+20  når  x[-4, -3]-1, 1].

Løysing med CAS:

-3x3-18x2-11x+402x+221Løys: -1<x1, -4x-3

(Kvifor skal ikkje –1 vere med i løysinga?)

Skrive av Olav Kristensen, Stein Aanensen og Bjarne Skurdal.
Sist fagleg oppdatert 02.06.2020