不等式 $\sqrt{x+1} < -x+5$ を解きます。

代数学不等式根号二次不等式解の範囲
2025/7/31

1. 問題の内容

不等式 x+1<x+5\sqrt{x+1} < -x+5 を解きます。

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ります。つまり、x+10x+1 \ge 0 より x1x \ge -1 である必要があります。
次に、与えられた不等式の両辺を2乗します。
(x+1)2<(x+5)2(\sqrt{x+1})^2 < (-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、まず2次方程式 x211x+24=0x^2 - 11x + 24 = 0 の解を求めます。
(x3)(x8)=0(x-3)(x-8) = 0
よって、x=3,8x=3, 8 です。
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。
しかし、x1x \ge -1 である必要があるため、1x<3-1 \le x < 3 または x>8x > 8 となります。
さらに、x+5>0-x+5 > 0 の場合、x<5x < 5 である必要があります。 これは、x+1\sqrt{x+1} が常に0以上の値をとるため、x+5-x+5 が負の値をとると、不等式は成立しなくなるからです。
従って、xの範囲は 1x<3-1 \le x < 3となります。
最終的に得られた範囲は、1x<3-1 \le x < 3です。

3. 最終的な答え

3 1x<3-1\leq x<3

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