不等式 $\sqrt{x+3} < x+1$ を解く問題です。

代数学不等式根号二次不等式解の範囲
2025/7/21

1. 問題の内容

不等式 x+3<x+1\sqrt{x+3} < x+1 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、根号の中身が0以上である必要があるので、
x+30x+3 \geq 0
x3x \geq -3
次に、不等式の両辺を2乗します。
x+3<x+1\sqrt{x+3} < x+1
x+3<(x+1)2x+3 < (x+1)^2
x+3<x2+2x+1x+3 < x^2 + 2x + 1
0<x2+x20 < x^2 + x - 2
x2+x2>0x^2 + x - 2 > 0
この2次不等式を解くために、まず2次方程式 x2+x2=0x^2 + x - 2 = 0 の解を求めます。
(x+2)(x1)=0(x+2)(x-1) = 0
x=2,1x = -2, 1
したがって、2次不等式 x2+x2>0x^2 + x - 2 > 0 の解は、
x<2x < -2 または x>1x > 1
最初に求めた条件 x3x \geq -3 と組み合わせます。
x3x \geq -3 かつ (x<2x < -2 または x>1x > 1) なので、
3x<2-3 \leq x < -2 または x>1x > 1
さらに、不等式 x+3<x+1\sqrt{x+3} < x+1 において、x+1x+1 が負の場合、不等式は成り立ちません。
x+1>0x+1 > 0 より x>1x > -1 である必要があります。
したがって、3x<2-3 \leq x < -2 は不適となります。
よって、x>1x > 1 のみが解の候補となります。
x>1x>1 を満たす適当な値(例えばx=2x=2)を元の不等式に代入して確認します。
2+3<2+1\sqrt{2+3} < 2+1
5<3\sqrt{5} < 3
これは正しいです。

3. 最終的な答え

x>1x > 1

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