Разберитесь в следующем решении неравенства: "Если x^2 - 5x + 6 ≥ 0, то x ≤ 2 или x ≥ 3". В каких случаях такой вывод корректен, а в каких он может ввести в заблуждение; проанализируйте общий алгоритм решения квадратных неравенств
Короткий ответ: вывод «если x2−5x+6≥0x^2-5x+6\ge 0x2−5x+6≥0, то x≤2x\le 2x≤2 или x≥3x\ge 3x≥3» корректен при решении неравенства в множестве действительных чисел и при условии, что мы правильно учли включение корней (здесь корни 222 и 333 дают равенство). Он может ввести в заблуждение, если подразумевается другая область (целые, комплексные числа) или если забыли случаи, когда дискриминант ≤0\le0≤0. Разбор и общий алгоритм для квадратного неравенства ax2+bx+c □ 0ax^2+bx+c\;\square\;0ax2+bx+c□0 (□\square□ = >>>, ≥\ge≥, <<<, ≤\le≤): 1. Привести к виду ax2+bx+c □ 0ax^2+bx+c\;\square\;0ax2+bx+c□0. Если a=0a=0a=0 — перейти к линейному неравенству. 2. Найти дискриминант D=b2−4ac\displaystyle D=b^2-4acD=b2−4ac. 3. Разделить на случаи: - D>0D>0D>0. Корни разные: x1<x2x_1<x_2x1<x2. - Если a>0a>0a>0 (парабола вверх), то знак ≥0\ge 0≥0 вне корней: x≤x1\;x\le x_1x≤x1 или x≥x2\;x\ge x_2x≥x2 (для >>> — строгие неравенства). - Если a<0a<0a<0 (парабола вниз), то ≥0\ge0≥0 выполняется между корнями: x1≤x≤x2x_1\le x\le x_2x1≤x≤x2. - D=0D=0D=0. Один (двойной) корень x0x_0x0. - Если a>0a>0a>0, то ax2+bx+c=a(x−x0)2≥0ax^2+bx+c=a(x-x_0)^2\ge0ax2+bx+c=a(x−x0)2≥0 для всех xxx (равно 0 только при x=x0x=x_0x=x0). - Если a<0a<0a<0, то ax2+bx+c≤0ax^2+bx+c\le0ax2+bx+c≤0 для всех xxx; для ≥0\ge0≥0 решением будет только x=x0x=x_0x=x0. - D<0D<0D<0. Нет вещественных корней. - Если a>0a>0a>0, выражение всегда >0>0>0 (значит ≥0\ge0≥0 — все R\mathbb RR). - Если a<0a<0a<0, выражение всегда <0<0<0 (значит ≥0\ge0≥0 — пусто). 4. Альтернативный практический метод: факторизация (если возможно) и табличка знаков. Например, x2−5x+6=(x−2)(x−3)x^2-5x+6=(x-2)(x-3)x2−5x+6=(x−2)(x−3). При a=1>0a=1>0a=1>0 знак произведения ≥0\ge0≥0 вне точек 2,32,32,3 и включительно в них для ≥\ge≥: решение (−∞,2]∪[3,∞)(-\infty,2]\cup[3,\infty)(−∞,2]∪[3,∞). Типичные ошибки и ситуации, вводящие в заблуждение: - Не указана область переменных (вещественные, комплексные, целые). - Путаница со строгим/нестрогим неравенством: для >>> корни исключаются, для ≥\ge≥ включаются. - Игнорирование случая D≤0D\le0D≤0 — может быть решение «все R\mathbb RR» или «нет решений». - Перенос логики для рациональных выражений без проверки знака знаменателя. Вывод: утверждение корректно для действительных xxx в данном примере (потому что D>0D>0D>0 и a>0a>0a>0); при решении общих квадратных неравенств всегда применять описанный алгоритм и явно рассматривать знаки и дискриминант.
Разбор и общий алгоритм для квадратного неравенства ax2+bx+c □ 0ax^2+bx+c\;\square\;0ax2+bx+c□0 (□\square□ = >>>, ≥\ge≥, <<<, ≤\le≤):
1. Привести к виду ax2+bx+c □ 0ax^2+bx+c\;\square\;0ax2+bx+c□0. Если a=0a=0a=0 — перейти к линейному неравенству.
2. Найти дискриминант D=b2−4ac\displaystyle D=b^2-4acD=b2−4ac.
3. Разделить на случаи:
- D>0D>0D>0. Корни разные: x1<x2x_1<x_2x1 <x2 .
- Если a>0a>0a>0 (парабола вверх), то знак ≥0\ge 0≥0 вне корней: x≤x1\;x\le x_1x≤x1 или x≥x2\;x\ge x_2x≥x2 (для >>> — строгие неравенства).
- Если a<0a<0a<0 (парабола вниз), то ≥0\ge0≥0 выполняется между корнями: x1≤x≤x2x_1\le x\le x_2x1 ≤x≤x2 .
- D=0D=0D=0. Один (двойной) корень x0x_0x0 .
- Если a>0a>0a>0, то ax2+bx+c=a(x−x0)2≥0ax^2+bx+c=a(x-x_0)^2\ge0ax2+bx+c=a(x−x0 )2≥0 для всех xxx (равно 0 только при x=x0x=x_0x=x0 ).
- Если a<0a<0a<0, то ax2+bx+c≤0ax^2+bx+c\le0ax2+bx+c≤0 для всех xxx; для ≥0\ge0≥0 решением будет только x=x0x=x_0x=x0 .
- D<0D<0D<0. Нет вещественных корней.
- Если a>0a>0a>0, выражение всегда >0>0>0 (значит ≥0\ge0≥0 — все R\mathbb RR).
- Если a<0a<0a<0, выражение всегда <0<0<0 (значит ≥0\ge0≥0 — пусто).
4. Альтернативный практический метод: факторизация (если возможно) и табличка знаков. Например, x2−5x+6=(x−2)(x−3)x^2-5x+6=(x-2)(x-3)x2−5x+6=(x−2)(x−3). При a=1>0a=1>0a=1>0 знак произведения ≥0\ge0≥0 вне точек 2,32,32,3 и включительно в них для ≥\ge≥: решение (−∞,2]∪[3,∞)(-\infty,2]\cup[3,\infty)(−∞,2]∪[3,∞).
Типичные ошибки и ситуации, вводящие в заблуждение:
- Не указана область переменных (вещественные, комплексные, целые).
- Путаница со строгим/нестрогим неравенством: для >>> корни исключаются, для ≥\ge≥ включаются.
- Игнорирование случая D≤0D\le0D≤0 — может быть решение «все R\mathbb RR» или «нет решений».
- Перенос логики для рациональных выражений без проверки знака знаменателя.
Вывод: утверждение корректно для действительных xxx в данном примере (потому что D>0D>0D>0 и a>0a>0a>0); при решении общих квадратных неравенств всегда применять описанный алгоритм и явно рассматривать знаки и дискриминант.