不等式 $|x+1| > 5x$ を解く問題です。

代数学不等式絶対値場合分け数直線
2025/5/9

1. 問題の内容

不等式 x+1>5x|x+1| > 5x を解く問題です。

2. 解き方の手順

絶対値を含む不等式なので、場合分けを行います。
(i) x+10x+1 \geq 0 のとき、つまり x1x \geq -1 のとき
x+1=x+1|x+1| = x+1 となるので、不等式は x+1>5xx+1 > 5x となります。
これを解くと、
x+1>5xx+1 > 5x
1>4x1 > 4x
x<14x < \frac{1}{4}
したがって、この場合の解は 1x<14-1 \leq x < \frac{1}{4} となります。
(ii) x+1<0x+1 < 0 のとき、つまり x<1x < -1 のとき
x+1=(x+1)|x+1| = -(x+1) となるので、不等式は (x+1)>5x-(x+1) > 5x となります。
これを解くと、
x1>5x-x-1 > 5x
1>6x-1 > 6x
x<16x < -\frac{1}{6}
したがって、この場合の解は x<1x < -1x<16x < -\frac{1}{6} を満たす必要があるので、x<1x < -1となります。
(i)と(ii)の場合を合わせると、x<14x < \frac{1}{4} となります。
しかし、5x5x は正または負の値を取るので、xx の値によっては x+1>5x|x+1| > 5x が常に成り立つ場合があります。
例えば、x<0x < 0 の場合、5x5xは負になります。
絶対値は常に0以上であるため、x<0x < 0 かつ x<14x < \frac{1}{4}の場合、x<1x < -11x<14-1 \leq x < \frac{1}{4}を合わせると、x<14x < \frac{1}{4}となります。
x<14x < \frac{1}{4}を満たすすべてのxxx+1>5x|x+1| > 5xを満たすか確認します。
x+10x+1 \geq 0のケースについて,x1x\geq -1より,1x<14-1 \leq x < \frac{1}{4}
x+1<0x+1 < 0のケースについて,x<1x < -1
xxの範囲はx<14x < \frac{1}{4}

3. 最終的な答え

x<14x < \frac{1}{4}

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