不等式 $-\sqrt{x+1} > -x+5$ を解く問題です。

代数学不等式二次不等式平方根場合分け
2025/7/28

1. 問題の内容

不等式 x+1>x+5-\sqrt{x+1} > -x+5 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、根号の中身が非負である条件から、x+10x+1 \geq 0、すなわち x1x \geq -1 である必要があります。
次に、与えられた不等式を整理します。
x+1>x+5-\sqrt{x+1} > -x+5
x+1<x5\sqrt{x+1} < x-5
ここで、x5x-5 の符号によって場合分けします。
(i) x5<0x-5 < 0、つまり x<5x < 5 のとき:
このとき、x+1\sqrt{x+1} は常に非負なので、不等式 x+1<x5\sqrt{x+1} < x-5 は成立しません。
したがって、x<5x < 5 の範囲では解は存在しません。
(ii) x50x-5 \geq 0、つまり x5x \geq 5 のとき:
x+1<x5\sqrt{x+1} < x-5 の両辺は非負なので、2乗することができます。
x+1<(x5)2x+1 < (x-5)^2
x+1<x210x+25x+1 < x^2 - 10x + 25
0<x211x+240 < x^2 - 11x + 24
x211x+24>0x^2 - 11x + 24 > 0
この2次不等式を解くために、x211x+24=0x^2 - 11x + 24 = 0 の解を求めます。
(x3)(x8)=0(x-3)(x-8) = 0
x=3,8x = 3, 8
したがって、x211x+24>0x^2 - 11x + 24 > 0 の解は、x<3x < 3 または x>8x > 8 です。
(i), (ii) の場合分けと x1x \geq -1 の条件を考慮すると、
(i)では解なし。
(ii)では、x5x \geq 5 かつ (x<3x < 3 または x>8x > 8) である必要があります。
x5x \geq 5x<3x < 3 を同時に満たす xx は存在しません。
したがって、x5x \geq 5 かつ x>8x > 8 となり、x>8x > 8 となります。

3. 最終的な答え

x>8x > 8

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