与えられた6つの2次不等式を解く問題です。

代数学二次不等式因数分解数直線
2025/7/30

1. 問題の内容

与えられた6つの2次不等式を解く問題です。

2. 解き方の手順

各不等式について、以下の手順で解きます。
(1) (x3)(x5)>0(x-3)(x-5) > 0
* x3=0x-3 = 0 および x5=0x-5 = 0 を解き、x=3x = 3 および x=5x = 5 を得ます。
* 数直線上において、x=3x=3x=5x=5を境界として、x<3x<3, 3<x<53<x<5, x>5x>5の3つの領域に分割します。
* それぞれの領域において、不等式が成立するかどうかを調べます。
* x<3x < 3 のとき、x3<0x-3 < 0 かつ x5<0x-5 < 0 であるため、(x3)(x5)>0(x-3)(x-5) > 0 となり、不等式は成立します。
* 3<x<53 < x < 5 のとき、x3>0x-3 > 0 かつ x5<0x-5 < 0 であるため、(x3)(x5)<0(x-3)(x-5) < 0 となり、不等式は成立しません。
* x>5x > 5 のとき、x3>0x-3 > 0 かつ x5>0x-5 > 0 であるため、(x3)(x5)>0(x-3)(x-5) > 0 となり、不等式は成立します。
* したがって、解は x<3x < 3 または x>5x > 5 となります。
(2) (x+3)(x2)0(x+3)(x-2) \le 0
* x+3=0x+3 = 0 および x2=0x-2 = 0 を解き、x=3x = -3 および x=2x = 2 を得ます。
* 数直線上において、x=3x=-3x=2x=2を境界として、x<3x<-3, 3<x<2-3<x<2, x>2x>2の3つの領域に分割します。
* それぞれの領域において、不等式が成立するかどうかを調べます。
* x<3x < -3 のとき、x+3<0x+3 < 0 かつ x2<0x-2 < 0 であるため、(x+3)(x2)>0(x+3)(x-2) > 0 となり、不等式は成立しません。
* 3<x<2-3 < x < 2 のとき、x+3>0x+3 > 0 かつ x2<0x-2 < 0 であるため、(x+3)(x2)<0(x+3)(x-2) < 0 となり、不等式は成立します。
* x>2x > 2 のとき、x+3>0x+3 > 0 かつ x2>0x-2 > 0 であるため、(x+3)(x2)>0(x+3)(x-2) > 0 となり、不等式は成立しません。
* 境界の値を含める必要があるため、解は 3x2-3 \le x \le 2 となります。
(3) x27x+12<0x^2 - 7x + 12 < 0
* x27x+12=0x^2 - 7x + 12 = 0 を因数分解すると、(x3)(x4)=0(x-3)(x-4) = 0 となります。
* x=3x = 3 および x=4x = 4 を得ます。
* 数直線上において、x=3x=3x=4x=4を境界として、x<3x<3, 3<x<43<x<4, x>4x>4の3つの領域に分割します。
* それぞれの領域において、不等式が成立するかどうかを調べます。
* x<3x < 3 のとき、x3<0x-3 < 0 かつ x4<0x-4 < 0 であるため、(x3)(x4)>0(x-3)(x-4) > 0 となり、不等式は成立しません。
* 3<x<43 < x < 4 のとき、x3>0x-3 > 0 かつ x4<0x-4 < 0 であるため、(x3)(x4)<0(x-3)(x-4) < 0 となり、不等式は成立します。
* x>4x > 4 のとき、x3>0x-3 > 0 かつ x4>0x-4 > 0 であるため、(x3)(x4)>0(x-3)(x-4) > 0 となり、不等式は成立しません。
* したがって、解は 3<x<43 < x < 4 となります。
(4) x2+3x40x^2 + 3x - 4 \ge 0
* x2+3x4=0x^2 + 3x - 4 = 0 を因数分解すると、(x+4)(x1)=0(x+4)(x-1) = 0 となります。
* x=4x = -4 および x=1x = 1 を得ます。
* 数直線上において、x=4x=-4x=1x=1を境界として、x<4x<-4, 4<x<1-4<x<1, x>1x>1の3つの領域に分割します。
* それぞれの領域において、不等式が成立するかどうかを調べます。
* x<4x < -4 のとき、x+4<0x+4 < 0 かつ x1<0x-1 < 0 であるため、(x+4)(x1)>0(x+4)(x-1) > 0 となり、不等式は成立します。
* 4<x<1-4 < x < 1 のとき、x+4>0x+4 > 0 かつ x1<0x-1 < 0 であるため、(x+4)(x1)<0(x+4)(x-1) < 0 となり、不等式は成立しません。
* x>1x > 1 のとき、x+4>0x+4 > 0 かつ x1>0x-1 > 0 であるため、(x+4)(x1)>0(x+4)(x-1) > 0 となり、不等式は成立します。
* 境界の値を含める必要があるため、解は x4x \le -4 または x1x \ge 1 となります。
(5) x2+5x+60x^2 + 5x + 6 \le 0
* x2+5x+6=0x^2 + 5x + 6 = 0 を因数分解すると、(x+2)(x+3)=0(x+2)(x+3) = 0 となります。
* x=2x = -2 および x=3x = -3 を得ます。
* 数直線上において、x=3x=-3x=2x=-2を境界として、x<3x<-3, 3<x<2-3<x<-2, x>2x>-2の3つの領域に分割します。
* それぞれの領域において、不等式が成立するかどうかを調べます。
* x<3x < -3 のとき、x+2<0x+2 < 0 かつ x+3<0x+3 < 0 であるため、(x+2)(x+3)>0(x+2)(x+3) > 0 となり、不等式は成立しません。
* 3<x<2-3 < x < -2 のとき、x+2<0x+2 < 0 かつ x+3>0x+3 > 0 であるため、(x+2)(x+3)<0(x+2)(x+3) < 0 となり、不等式は成立します。
* x>2x > -2 のとき、x+2>0x+2 > 0 かつ x+3>0x+3 > 0 であるため、(x+2)(x+3)>0(x+2)(x+3) > 0 となり、不等式は成立しません。
* 境界の値を含める必要があるため、解は 3x2-3 \le x \le -2 となります。
(6) x240x^2 - 4 \ge 0
* x24=0x^2 - 4 = 0 を因数分解すると、(x2)(x+2)=0(x-2)(x+2) = 0 となります。
* x=2x = 2 および x=2x = -2 を得ます。
* 数直線上において、x=2x=-2x=2x=2を境界として、x<2x<-2, 2<x<2-2<x<2, x>2x>2の3つの領域に分割します。
* それぞれの領域において、不等式が成立するかどうかを調べます。
* x<2x < -2 のとき、x2<0x-2 < 0 かつ x+2<0x+2 < 0 であるため、(x2)(x+2)>0(x-2)(x+2) > 0 となり、不等式は成立します。
* 2<x<2-2 < x < 2 のとき、x2<0x-2 < 0 かつ x+2>0x+2 > 0 であるため、(x2)(x+2)<0(x-2)(x+2) < 0 となり、不等式は成立しません。
* x>2x > 2 のとき、x2>0x-2 > 0 かつ x+2>0x+2 > 0 であるため、(x2)(x+2)>0(x-2)(x+2) > 0 となり、不等式は成立します。
* 境界の値を含める必要があるため、解は x2x \le -2 または x2x \ge 2 となります。

3. 最終的な答え

(1) x<3x < 3 または x>5x > 5
(2) 3x2-3 \le x \le 2
(3) 3<x<43 < x < 4
(4) x4x \le -4 または x1x \ge 1
(5) 3x2-3 \le x \le -2
(6) x2x \le -2 または x2x \ge 2

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