この問題は、絶対値を含む方程式と不等式を解く問題です。具体的には以下の3つの方程式と不等式を解きます。 (1) $|x-3| = 2x$ (2) $|x-4| \le 2x+1$ (3) $|x+1| > 5x$

代数学絶対値方程式不等式一次不等式一次方程式
2025/5/19

1. 問題の内容

この問題は、絶対値を含む方程式と不等式を解く問題です。具体的には以下の3つの方程式と不等式を解きます。
(1) x3=2x|x-3| = 2x
(2) x42x+1|x-4| \le 2x+1
(3) x+1>5x|x+1| > 5x

2. 解き方の手順

(1) x3=2x|x-3| = 2x
絶対値の定義より、x30x-3 \ge 0 のとき、x3=2xx-3 = 2x となり、x3<0x-3 < 0 のとき、(x3)=2x-(x-3) = 2x となります。
x3=2xx-3=2x のとき、x=3x = -3 となります。しかし、x30x-3 \ge 0、つまり x3x \ge 3 である必要があるので、この解は不適です。
(x3)=2x-(x-3) = 2x のとき、x+3=2x-x+3 = 2x となり、3x=33x = 3 より、x=1x = 1 となります。このとき、x3<0x-3 < 0、つまり x<3x < 3 を満たすので、この解は適しています。
(2) x42x+1|x-4| \le 2x+1
絶対値の定義より、x40x-4 \ge 0 のとき、x42x+1x-4 \le 2x+1 となり、x4<0x-4 < 0 のとき、(x4)2x+1-(x-4) \le 2x+1 となります。
x42x+1x-4 \le 2x+1 のとき、x5x \ge -5 となります。このとき、x4x \ge 4 が必要なので、x4x \ge 4 となります。
(x4)2x+1-(x-4) \le 2x+1 のとき、x+42x+1-x+4 \le 2x+1 となり、3x33x \ge 3 より、x1x \ge 1 となります。このとき、x<4x < 4 が必要なので、1x<41 \le x < 4 となります。
したがって、x4x \ge 4 または 1x<41 \le x < 4 となり、x1x \ge 1 が解となります。
(3) x+1>5x|x+1| > 5x
絶対値の定義より、x+10x+1 \ge 0 のとき、x+1>5xx+1 > 5x となり、x+1<0x+1 < 0 のとき、(x+1)>5x-(x+1) > 5x となります。
x+1>5xx+1 > 5x のとき、4x<14x < 1 より、x<14x < \frac{1}{4} となります。このとき、x1x \ge -1 が必要なので、1x<14-1 \le x < \frac{1}{4} となります。
(x+1)>5x-(x+1) > 5x のとき、x1>5x-x-1 > 5x となり、6x<16x < -1 より、x<16x < -\frac{1}{6} となります。このとき、x<1x < -1 が必要なので、x<1x < -1 となります。
したがって、x<14x < \frac{1}{4} が解となります。

3. 最終的な答え

(1) x=1x = 1
(2) x1x \ge 1
(3) x<14x < \frac{1}{4}

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