与えられた連立不等式を解き、$x$の範囲を求める問題です。 連立不等式は $$(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) \geq 0$$ $$(x - 1)(x - 2) \neq 0$$ です。

代数学不等式二次方程式数直線
2025/7/31

1. 問題の内容

与えられた連立不等式を解き、xxの範囲を求める問題です。
連立不等式は
(x26x+6)(x1)(x2)0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) \geq 0
(x1)(x2)0(x - 1)(x - 2) \neq 0
です。

2. 解き方の手順

まず、x26x+6=0x^2 - 6x + 6 = 0 の解を求めます。解の公式より、
x=(6)±(6)24(1)(6)2(1)=6±36242=6±122=6±232=3±3x = \frac{-(-6) \pm \sqrt{(-6)^2 - 4(1)(6)}}{2(1)} = \frac{6 \pm \sqrt{36 - 24}}{2} = \frac{6 \pm \sqrt{12}}{2} = \frac{6 \pm 2\sqrt{3}}{2} = 3 \pm \sqrt{3}
よって、x26x+6=0x^2 - 6x + 6 = 0 の解は x=33x = 3 - \sqrt{3}x=3+3x = 3 + \sqrt{3} です。
次に、(x1)(x2)0(x - 1)(x - 2) \neq 0 より、x1x \neq 1 かつ x2x \neq 2 です。
したがって、不等式 (x26x+6)(x1)(x2)0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) \geq 0 を解くには、数直線を使い、 x=33,1,2,3+3x = 3 - \sqrt{3}, 1, 2, 3 + \sqrt{3} を書き込みます。
x<1x < 1 のとき、x26x+6>0x^2 - 6x + 6 > 0, x1<0x - 1 < 0, x2<0x - 2 < 0 なので、 (x26x+6)(x1)(x2)>0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) > 0 です。
1<x<21 < x < 2 のとき、x26x+6>0x^2 - 6x + 6 > 0, x1>0x - 1 > 0, x2<0x - 2 < 0 なので、 (x26x+6)(x1)(x2)<0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) < 0 です。
2<x<332 < x < 3 - \sqrt{3} のとき、x26x+6>0x^2 - 6x + 6 > 0, x1>0x - 1 > 0, x2>0x - 2 > 0 なので、 (x26x+6)(x1)(x2)>0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) > 0 です。
33<x<3+33 - \sqrt{3} < x < 3 + \sqrt{3} のとき、x26x+6<0x^2 - 6x + 6 < 0, x1>0x - 1 > 0, x2>0x - 2 > 0 なので、 (x26x+6)(x1)(x2)<0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) < 0 です。
x>3+3x > 3 + \sqrt{3} のとき、x26x+6>0x^2 - 6x + 6 > 0, x1>0x - 1 > 0, x2>0x - 2 > 0 なので、 (x26x+6)(x1)(x2)>0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) > 0 です。
x=33x=3-\sqrt{3}の時(x26x+6)(x1)(x2)=0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2)=0
x=3+3x=3+\sqrt{3}の時(x26x+6)(x1)(x2)=0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2)=0
よって、(x26x+6)(x1)(x2)0(x^2 - 6x + 6)(x - 1)(x - 2) \geq 0 の解は
x33x \leq 3 - \sqrt{3} または 1<x<21 < x < 2 または x3+3x \geq 3 + \sqrt{3} です。
ただし、(x1)(x2)0(x - 1)(x - 2) \neq 0 より、x1x \neq 1 かつ x2x \neq 2 です。
したがって、 x<1x < 1 または 33x<23 - \sqrt{3} \leq x < 2 または x3+3x \geq 3 + \sqrt{3} が解となります。

3. 最終的な答え

x<1x < 1 または 33x<23 - \sqrt{3} \leq x < 2 または x3+3x \geq 3 + \sqrt{3}

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