二次不等式 $-x^2 - 4x - 3 \leq 0$ を解きます。

代数学二次不等式因数分解不等式数直線
2025/5/6

1. 問題の内容

二次不等式 x24x30-x^2 - 4x - 3 \leq 0 を解きます。

2. 解き方の手順

まず、不等式の両辺に-1を掛けます。このとき不等号の向きが変わることに注意します。
x2+4x+30x^2 + 4x + 3 \geq 0
次に、左辺を因数分解します。
(x+1)(x+3)0(x+1)(x+3) \geq 0
この不等式を満たすxxの範囲を求めます。
(x+1)(x+3)=0(x+1)(x+3) = 0 となるのは、x=1x = -1 または x=3x = -3 のときです。
数直線を使い、x<3x < -3, 3<x<1-3 < x < -1, x>1x > -1 の3つの範囲で不等式(x+1)(x+3)0(x+1)(x+3) \geq 0が成り立つかどうか調べます。
- x<3x < -3 のとき、例えば x=4x = -4 を代入すると、(x+1)(x+3)=(4+1)(4+3)=(3)(1)=3>0(x+1)(x+3) = (-4+1)(-4+3) = (-3)(-1) = 3 > 0 となり、不等式は成り立ちます。
- 3<x<1-3 < x < -1 のとき、例えば x=2x = -2 を代入すると、(x+1)(x+3)=(2+1)(2+3)=(1)(1)=1<0(x+1)(x+3) = (-2+1)(-2+3) = (-1)(1) = -1 < 0 となり、不等式は成り立ちません。
- x>1x > -1 のとき、例えば x=0x = 0 を代入すると、(x+1)(x+3)=(0+1)(0+3)=(1)(3)=3>0(x+1)(x+3) = (0+1)(0+3) = (1)(3) = 3 > 0 となり、不等式は成り立ちます。
また、x=1x=-1およびx=3x=-3のとき、(x+1)(x+3)=0(x+1)(x+3) = 0 となり、不等式 (x+1)(x+3)0(x+1)(x+3) \geq 0 は成り立ちます。
したがって、x3x \leq -3 または x1x \geq -1 が解となります。

3. 最終的な答え

x3x \leq -3 または x1x \geq -1

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