Ошибка в решении неравенства: ученик разделил обе части неравенства на выражение, которое может быть отрицательным, не рассмотрев знак. Приведите конкретный пример и объясните, как правильно разделить случаи и избежать ошибки
Пример ошибки: возьмём неравенство x+1x−2>0 \frac{x+1}{x-2}>0x−2x+1>0. Ученик взял и умножил обе части на x−2x-2x−2, не проверив знак, и получил x+1>0⇒x>−1x+1>0\Rightarrow x>-1x+1>0⇒x>−1 — это неверно. Правильное решение (разбить на случаи): 1. Учесть, что x≠2x\neq2x=2 (знаменатель не равен нулю). Критические точки: x=−1x=-1x=−1 (нулевая точка числителя) и x=2x=2x=2. 2. Рассмотреть два случая по знаку множителя x−2x-2x−2: - Если x>2x>2x>2 (тогда x−2>0x-2>0x−2>0), при умножении знак не меняется: x+1>0⇒x>−1x+1>0\Rightarrow x>-1x+1>0⇒x>−1. Совместно с x>2x>2x>2 даёт x>2x>2x>2. - Если x<2x<2x<2 (тогда x−2<0x-2<0x−2<0), при умножении знак меняется: x+1<0⇒x<−1x+1<0\Rightarrow x<-1x+1<0⇒x<−1. Совместно с x<2x<2x<2 даёт x<−1x<-1x<−1. 3. Итого решение: x∈(−∞,−1)∪(2,∞)x\in(-\infty,-1)\cup(2,\infty)x∈(−∞,−1)∪(2,∞). Альтернативно: перенести в одну дробь и исследовать знак дроби x+1x−2>0\displaystyle \frac{x+1}{x-2}>0x−2x+1>0
— определить знаки числителя и знаменателя на интервалах, выделенных точками −1-1−1 и 222, или составить таблицу знаков. Общее правило: никогда не делите и не умножайте на выражение, знак которого неизвестен, без разбиения на случаи по его знаку; всегда исключайте значения, обнуляющие знаменатель.
Правильное решение (разбить на случаи):
1. Учесть, что x≠2x\neq2x=2 (знаменатель не равен нулю). Критические точки: x=−1x=-1x=−1 (нулевая точка числителя) и x=2x=2x=2.
2. Рассмотреть два случая по знаку множителя x−2x-2x−2:
- Если x>2x>2x>2 (тогда x−2>0x-2>0x−2>0), при умножении знак не меняется: x+1>0⇒x>−1x+1>0\Rightarrow x>-1x+1>0⇒x>−1. Совместно с x>2x>2x>2 даёт x>2x>2x>2.
- Если x<2x<2x<2 (тогда x−2<0x-2<0x−2<0), при умножении знак меняется: x+1<0⇒x<−1x+1<0\Rightarrow x<-1x+1<0⇒x<−1. Совместно с x<2x<2x<2 даёт x<−1x<-1x<−1.
3. Итого решение: x∈(−∞,−1)∪(2,∞)x\in(-\infty,-1)\cup(2,\infty)x∈(−∞,−1)∪(2,∞).
Альтернативно: перенести в одну дробь и исследовать знак дроби
x+1x−2>0\displaystyle \frac{x+1}{x-2}>0x−2x+1 >0 — определить знаки числителя и знаменателя на интервалах, выделенных точками −1-1−1 и 222, или составить таблицу знаков.
Общее правило: никогда не делите и не умножайте на выражение, знак которого неизвестен, без разбиения на случаи по его знаку; всегда исключайте значения, обнуляющие знаменатель.