不等式 $(x+y)(x-y+1) < 0$ の表す領域を図示する問題です。

代数学不等式領域グラフ線形不等式
2025/7/17

1. 問題の内容

不等式 (x+y)(xy+1)<0(x+y)(x-y+1) < 0 の表す領域を図示する問題です。

2. 解き方の手順

与えられた不等式は (x+y)(xy+1)<0(x+y)(x-y+1) < 0 です。
これは、2つの因数の積が負であるということを意味します。したがって、次の2つの場合を考えます。
(i) x+y>0x+y > 0 かつ xy+1<0x-y+1 < 0 の場合
(ii) x+y<0x+y < 0 かつ xy+1>0x-y+1 > 0 の場合
(i) の場合、x+y>0x+y > 0y>xy > -x を意味し、xy+1<0x-y+1 < 0y>x+1y > x+1 を意味します。
したがって、y>xy > -x かつ y>x+1y > x+1 です。
これは、直線 y=xy=-x の上側かつ直線 y=x+1y=x+1 の上側の領域を表します。
(ii) の場合、x+y<0x+y < 0y<xy < -x を意味し、xy+1>0x-y+1 > 0y<x+1y < x+1 を意味します。
したがって、y<xy < -x かつ y<x+1y < x+1 です。
これは、直線 y=xy=-x の下側かつ直線 y=x+1y=x+1 の下側の領域を表します。
次に、これらの領域を図示します。
まず、直線 y=xy=-x と直線 y=x+1y=x+1 を描きます。
これらの直線は、それぞれ x+y=0x+y=0xy+1=0x-y+1=0 に対応します。
不等式には等号が含まれていないため、これらの直線は点線で描きます。
(i) の領域は、y=xy=-x の上側かつ y=x+1y=x+1 の上側なので、それぞれの直線の上側の共通部分になります。
(ii) の領域は、y=xy=-x の下側かつ y=x+1y=x+1 の下側なので、それぞれの直線の下側の共通部分になります。
したがって、求める領域は、(i) と (ii) の領域を合わせたものになります。

3. 最終的な答え

直線 y=xy = -xy=x+1y = x+1 で区切られる領域のうち、(x+y)(x+y)(xy+1)(x-y+1) の符号が異なる領域。すなわち、y>xy > -x かつ y>x+1y > x+1 の領域と、y<xy < -x かつ y<x+1y < x+1 の領域の和集合(ただし、境界線を含まない)。

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