与えられた連立不等式 $\begin{cases} x^2 - 2x - 4 \ge 0 \\ -x^2 - x + 6 > 0 \end{cases}$ を解く問題です。

代数学連立不等式二次不等式解の公式数直線共通範囲
2025/4/27

1. 問題の内容

与えられた連立不等式
$\begin{cases}
x^2 - 2x - 4 \ge 0 \\
-x^2 - x + 6 > 0
\end{cases}$
を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、それぞれの不等式を解きます。
1つ目の不等式: x22x40x^2 - 2x - 4 \ge 0
解の公式を使って、x22x4=0x^2 - 2x - 4 = 0 の解を求めます。
x=(2)±(2)24(1)(4)2(1)=2±4+162=2±202=2±252=1±5x = \frac{-(-2) \pm \sqrt{(-2)^2 - 4(1)(-4)}}{2(1)} = \frac{2 \pm \sqrt{4 + 16}}{2} = \frac{2 \pm \sqrt{20}}{2} = \frac{2 \pm 2\sqrt{5}}{2} = 1 \pm \sqrt{5}
したがって、x15x \le 1 - \sqrt{5} または x1+5x \ge 1 + \sqrt{5}
2つ目の不等式: x2x+6>0-x^2 - x + 6 > 0
両辺に-1をかけて、x2+x6<0x^2 + x - 6 < 0
因数分解して、(x+3)(x2)<0(x + 3)(x - 2) < 0
したがって、3<x<2-3 < x < 2
次に、2つの不等式の解を数直線上に図示し、共通範囲を求めます。
1512.236=1.2361 - \sqrt{5} \approx 1 - 2.236 = -1.236
1+51+2.236=3.2361 + \sqrt{5} \approx 1 + 2.236 = 3.236
したがって、
x15x \le 1 - \sqrt{5} または x1+5x \ge 1 + \sqrt{5}3<x<2-3 < x < 2 の共通範囲は、
3<x15-3 < x \le 1 - \sqrt{5}

3. 最終的な答え

3<x15-3 < x \le 1 - \sqrt{5}