不等式 $2|x| - 3 > |x+5|$ について、次の問いに答える問題です。 (1) $x \ge 0$ のとき、不等式を満たす $x$ の値の範囲を求める。 (2) $-5 \le x < 0$ のとき、不等式を満たす $x$ の値の範囲を求める。 (3) $x < -5$ のとき、不等式を満たす $x$ の値の範囲を求める。 (4) (1)~(3) の結果を用いて、不等式の解を求める。

代数学不等式絶対値場合分け
2025/7/17

1. 問題の内容

不等式 2x3>x+52|x| - 3 > |x+5| について、次の問いに答える問題です。
(1) x0x \ge 0 のとき、不等式を満たす xx の値の範囲を求める。
(2) 5x<0-5 \le x < 0 のとき、不等式を満たす xx の値の範囲を求める。
(3) x<5x < -5 のとき、不等式を満たす xx の値の範囲を求める。
(4) (1)~(3) の結果を用いて、不等式の解を求める。

2. 解き方の手順

(1) x0x \ge 0 のとき、x=x|x| = x であるから、2x3>x+52x - 3 > |x+5| となる。
 さらに、x0x \ge 0 より x+5>0x+5 > 0 なので、x+5=x+5|x+5| = x+5 となる。
 したがって、2x3>x+52x - 3 > x + 5 を解くと、x>8x > 8
 x0x \ge 0x>8x > 8 より、x>8x > 8
(2) 5x<0-5 \le x < 0 のとき、x=x|x| = -x であるから、2x3>x+5-2x - 3 > |x+5| となる。
 5x<0-5 \le x < 0 より、0x+5<50 \le x+5 < 5 なので、x+5=x+5|x+5| = x+5 となる。
 したがって、2x3>x+5-2x - 3 > x + 5 を解くと、3x<83x < -8 より、x<83x < -\frac{8}{3}
 5x<0-5 \le x < 0x<83x < -\frac{8}{3} より、5x<83-5 \le x < -\frac{8}{3}
(3) x<5x < -5 のとき、x=x|x| = -x であるから、2x3>x+5-2x - 3 > |x+5| となる。
 x<5x < -5 より、x+5<0x+5 < 0 なので、x+5=(x+5)=x5|x+5| = -(x+5) = -x - 5 となる。
 したがって、2x3>x5-2x - 3 > -x - 5 を解くと、x<2x < 2
 x<5x < -5x<2x < 2 より、x<5x < -5
(4) (1)~(3)の結果をまとめると、x>8x > 8 または 5x<83-5 \le x < -\frac{8}{3} または x<5x < -5
 したがって、x<83x < -\frac{8}{3} または x>8x > 8

3. 最終的な答え

(1) x>8x > 8
(2) 5x<83-5 \le x < -\frac{8}{3}
(3) x<5x < -5
(4) x<83x < -\frac{8}{3} または x>8x > 8

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