与えられた不等式 $6 \le |x+3| + |x-1| \le 10$ を解く問題です。絶対値を含む不等式なので、場合分けをして解きます。

代数学絶対値不等式場合分け
2025/5/18

1. 問題の内容

与えられた不等式 6x+3+x1106 \le |x+3| + |x-1| \le 10 を解く問題です。絶対値を含む不等式なので、場合分けをして解きます。

2. 解き方の手順

絶対値の中身が0になる点である x=3x = -3x=1x = 1 を境界として、以下の3つの場合に分けて考えます。
(i) x<3x < -3 のとき
x+3=(x+3)|x+3| = -(x+3)x1=(x1)|x-1| = -(x-1) なので、
x+3+x1=(x+3)(x1)=2x2|x+3| + |x-1| = -(x+3) - (x-1) = -2x - 2
不等式は 62x2106 \le -2x - 2 \le 10 となります。
62x26 \le -2x - 2 より、 82x8 \le -2x なので x4x \le -4
2x210-2x - 2 \le 10 より、 2x12-2x \le 12 なので x6x \ge -6
よって、6x4-6 \le x \le -4
この範囲は x<3x < -3 を満たしているので、解は 6x4-6 \le x \le -4
(ii) 3x<1-3 \le x < 1 のとき
x+3=x+3|x+3| = x+3x1=(x1)|x-1| = -(x-1) なので、
x+3+x1=(x+3)(x1)=4|x+3| + |x-1| = (x+3) - (x-1) = 4
不等式は 64106 \le 4 \le 10 となります。
これは明らかに成り立ちません。したがって、解なし。
(iii) x1x \ge 1 のとき
x+3=x+3|x+3| = x+3x1=x1|x-1| = x-1 なので、
x+3+x1=(x+3)+(x1)=2x+2|x+3| + |x-1| = (x+3) + (x-1) = 2x + 2
不等式は 62x+2106 \le 2x + 2 \le 10 となります。
62x+26 \le 2x + 2 より、 42x4 \le 2x なので x2x \ge 2
2x+2102x + 2 \le 10 より、 2x82x \le 8 なので x4x \le 4
よって、2x42 \le x \le 4
この範囲は x1x \ge 1 を満たしているので、解は 2x42 \le x \le 4
(i), (ii), (iii) より、不等式の解は 6x4-6 \le x \le -4 または 2x42 \le x \le 4 となります。

3. 最終的な答え

6x4-6 \le x \le -4 または 2x42 \le x \le 4

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