不等式 $(x+1)(x-3) \le 0$ を解く問題です。

代数学不等式二次不等式解の範囲数直線符号
2025/3/22

1. 問題の内容

不等式 (x+1)(x3)0(x+1)(x-3) \le 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

この不等式は2次不等式であり、左辺を展開すると x22x30x^2 -2x -3 \le 0 となります。
まず、(x+1)(x3)=0(x+1)(x-3)=0 となる xx を求めます。
これは x+1=0x+1=0 または x3=0x-3=0 より、x=1x=-1 または x=3x=3 となります。
次に、数直線上で x=1x=-1x=3x=3 の点を考えます。
これにより、数直線は3つの区間に分割されます:
(1) x<1x < -1
(2) 1x3-1 \le x \le 3
(3) x>3x > 3
それぞれの区間で (x+1)(x3)(x+1)(x-3) の符号を調べます。
(1) x<1x < -1 の場合:例えば x=2x=-2 とすると、(x+1)(x3)=(2+1)(23)=(1)(5)=5>0(x+1)(x-3) = (-2+1)(-2-3) = (-1)(-5) = 5 > 0
(2) 1x3-1 \le x \le 3 の場合:例えば x=0x=0 とすると、(x+1)(x3)=(0+1)(03)=(1)(3)=3<0(x+1)(x-3) = (0+1)(0-3) = (1)(-3) = -3 < 0
(3) x>3x > 3 の場合:例えば x=4x=4 とすると、(x+1)(x3)=(4+1)(43)=(5)(1)=5>0(x+1)(x-3) = (4+1)(4-3) = (5)(1) = 5 > 0
したがって、(x+1)(x3)0(x+1)(x-3) \le 0 を満たすのは、1x3-1 \le x \le 3 の範囲です。
x=1x=-1x=3x=3 のときも不等式を満たすことに注意します。

3. 最終的な答え

1x3-1 \le x \le 3

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