与えられた不等式 $-8 \leq 3x - 5 \leq 4$ の解を求め、さらに、集合 $A = \{x \mid -8 \leq 3x - 5 \leq 4\}$、集合 $B = \{x \mid x \geq a\}$ が与えられたとき、$A \subset B$ となるような $a$ の値の範囲を求める問題です。

代数学不等式集合包含関係解の範囲
2025/7/16

1. 問題の内容

与えられた不等式 83x54-8 \leq 3x - 5 \leq 4 の解を求め、さらに、集合 A={x83x54}A = \{x \mid -8 \leq 3x - 5 \leq 4\}、集合 B={xxa}B = \{x \mid x \geq a\} が与えられたとき、ABA \subset B となるような aa の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、不等式 83x54-8 \leq 3x - 5 \leq 4 を解きます。
各辺に5を加えると、
8+53x5+54+5-8 + 5 \leq 3x - 5 + 5 \leq 4 + 5
33x9-3 \leq 3x \leq 9
各辺を3で割ると、
1x3-1 \leq x \leq 3
したがって、集合 AA{x1x3}\{x \mid -1 \leq x \leq 3\} です。
次に、ABA \subset B となる条件を考えます。ABA \subset B は、AA のすべての要素が BB の要素である、つまり、1x3-1 \leq x \leq 3 ならば xax \geq a が成り立つことを意味します。
1x3-1 \leq x \leq 3を満たすすべてのxxxax \geq aを満たすためには、aa1-1 以下でなければなりません。なぜなら、xx1-1 に限りなく近い値を取るとき、xax \geq a が成り立つ必要があるからです。したがって、a1a \leq -1 となります。
aa の最大値は 1-1 です。

3. 最終的な答え

不等式 83x54-8 \leq 3x - 5 \leq 4 の解は 1x3-1 \leq x \leq 3 です。
ABA \subset B となるような aa の値の範囲は a1a \leq -1 です。

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