与えられた3つの不等式(2つの2次不等式と1つの連立不等式)を解き、それぞれの解を求める問題です。

代数学不等式二次不等式連立不等式因数分解解の公式
2025/4/5

1. 問題の内容

与えられた3つの不等式(2つの2次不等式と1つの連立不等式)を解き、それぞれの解を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) 2次不等式 x23x40x^2 - 3x - 4 \geq 0 を解きます。
まず、左辺を因数分解します。
x23x4=(x4)(x+1)x^2 - 3x - 4 = (x - 4)(x + 1)
したがって、不等式は (x4)(x+1)0(x - 4)(x + 1) \geq 0 となります。
この不等式を満たすのは、x1x \leq -1 または x4x \geq 4 のときです。
(2) 2次不等式 x2+3x+2>0-x^2 + 3x + 2 > 0 を解きます。
まず、不等式の両辺に-1を掛けて、x23x2<0x^2 - 3x - 2 < 0 とします。
この2次方程式 x23x2=0x^2 - 3x - 2 = 0 の解を求めます。解の公式より、
x=(3)±(3)24(1)(2)2(1)=3±9+82=3±172x = \frac{-(-3) \pm \sqrt{(-3)^2 - 4(1)(-2)}}{2(1)} = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 8}}{2} = \frac{3 \pm \sqrt{17}}{2}
したがって、x23x2<0x^2 - 3x - 2 < 0 の解は、3172<x<3+172\frac{3 - \sqrt{17}}{2} < x < \frac{3 + \sqrt{17}}{2} です。
(3) 連立不等式
$\begin{cases}
2x^2 - 9x + 7 \leq 0 \\
3x^2 + 8x - 16 > 0
\end{cases}$
を解きます。
一つ目の不等式 2x29x+702x^2 - 9x + 7 \leq 0 を解きます。
左辺を因数分解すると、(2x7)(x1)0(2x - 7)(x - 1) \leq 0 となります。
したがって、この不等式を満たすのは、1x721 \leq x \leq \frac{7}{2} のときです。
二つ目の不等式 3x2+8x16>03x^2 + 8x - 16 > 0 を解きます。
左辺を因数分解すると、(3x4)(x+4)>0(3x - 4)(x + 4) > 0 となります。
したがって、この不等式を満たすのは、x<4x < -4 または x>43x > \frac{4}{3} のときです。
連立不等式の解は、二つの不等式の解の共通部分です。
1x721 \leq x \leq \frac{7}{2} かつ (x<4x < -4 または x>43x > \frac{4}{3})
1x721 \leq x \leq \frac{7}{2} は、1x3.51 \leq x \leq 3.5 を意味します。
x>43x > \frac{4}{3} は、x>1.333...x > 1.333... を意味します。
したがって、連立不等式の解は 43<x72\frac{4}{3} < x \leq \frac{7}{2} です。

3. 最終的な答え

(1) x1x \leq -1 または x4x \geq 4
(2) 3172<x<3+172\frac{3 - \sqrt{17}}{2} < x < \frac{3 + \sqrt{17}}{2}
(3) 43<x72\frac{4}{3} < x \leq \frac{7}{2}

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