不等式 $x - 3 \geq \frac{2x}{x - 2}$ を解く問題です。

代数学不等式分数不等式因数分解数直線
2025/7/27

1. 問題の内容

不等式 x32xx2x - 3 \geq \frac{2x}{x - 2} を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、不等式の右辺を左辺に移項します。
x32xx20x - 3 - \frac{2x}{x - 2} \geq 0
次に、左辺を通分します。
(x3)(x2)2xx20\frac{(x - 3)(x - 2) - 2x}{x - 2} \geq 0
分子を展開して整理します。
x25x+62xx20\frac{x^2 - 5x + 6 - 2x}{x - 2} \geq 0
x27x+6x20\frac{x^2 - 7x + 6}{x - 2} \geq 0
分子を因数分解します。
(x1)(x6)x20\frac{(x - 1)(x - 6)}{x - 2} \geq 0
不等式を解くために、数直線上に x=1,2,6x = 1, 2, 6 を書き込み、各区間で符号を調べます。x=2x=2 は分母が0になるため除外します。
* x<1x < 1 のとき、(x1)<0(x - 1) < 0, (x6)<0(x - 6) < 0, (x2)<0(x - 2) < 0 なので、(x1)(x6)x2<0\frac{(x - 1)(x - 6)}{x - 2} < 0
* 1x<21 \leq x < 2 のとき、(x1)0(x - 1) \geq 0, (x6)<0(x - 6) < 0, (x2)<0(x - 2) < 0 なので、(x1)(x6)x20\frac{(x - 1)(x - 6)}{x - 2} \geq 0
* 2<x62 < x \leq 6 のとき、(x1)>0(x - 1) > 0, (x6)0(x - 6) \leq 0, (x2)>0(x - 2) > 0 なので、(x1)(x6)x20\frac{(x - 1)(x - 6)}{x - 2} \leq 0
* x>6x > 6 のとき、(x1)>0(x - 1) > 0, (x6)>0(x - 6) > 0, (x2)>0(x - 2) > 0 なので、(x1)(x6)x2>0\frac{(x - 1)(x - 6)}{x - 2} > 0
したがって、不等式を満たす xx の範囲は 1x<21 \leq x < 2 または x6x \geq 6 です。

3. 最終的な答え

1x<21 \leq x < 2, x6x \geq 6

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