不等式 $-x^2 < 2\sqrt{5x+5}$ を解きます。

代数学不等式二次不等式平方根定義域
2025/8/16

1. 問題の内容

不等式 x2<25x+5-x^2 < 2\sqrt{5x+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るため、定義域を考えます。
5x+505x+5 \ge 0
5x55x \ge -5
x1x \ge -1
次に、与えられた不等式を考えます。
x2<25x+5-x^2 < 2\sqrt{5x+5}
x20x^2 \ge 0 なので、x20-x^2 \le 0 です。
x=1x = -1 のとき、 (1)2=1-(-1)^2 = -1 であり、25(1)+5=20=02\sqrt{5(-1)+5} = 2\sqrt{0} = 0 なので、1<0-1 < 0となり、不等式を満たします。
x>1x > -1 のとき、25x+52\sqrt{5x+5} は常に正の値を取ります。また x2-x^2 は常に負の値(または0)を取るので、x2<25x+5-x^2 < 2\sqrt{5x+5} は常に成り立ちます。
したがって、x>1x > -1 も不等式を満たします。
定義域と上記の考察から、x1x \ge -1 が解となります。

3. 最終的な答え

x1x \ge -1