不等式 $(x-2y+8)(3x+y+3)>0$ の表す領域を図示する問題です。ただし、$l: x-2y+8=0$、$m: 3x+y+3=0$ とおきます。

代数学不等式領域連立不等式直線
2025/5/20

1. 問題の内容

不等式 (x2y+8)(3x+y+3)>0(x-2y+8)(3x+y+3)>0 の表す領域を図示する問題です。ただし、l:x2y+8=0l: x-2y+8=0m:3x+y+3=0m: 3x+y+3=0 とおきます。

2. 解き方の手順

まず、不等式 (x2y+8)(3x+y+3)>0(x-2y+8)(3x+y+3)>0 を解きます。これは、以下の2つの場合に分けられます。
(i) x2y+8>0x-2y+8 > 0 かつ 3x+y+3>03x+y+3 > 0
(ii) x2y+8<0x-2y+8 < 0 かつ 3x+y+3<03x+y+3 < 0
次に、これらの不等式を yy について解きます。
(i) の場合:
x2y+8>0x - 2y + 8 > 0 より 2y<x+82y < x + 8、よって y<12x+4y < \frac{1}{2}x + 4
3x+y+3>03x + y + 3 > 0 より y>3x3y > -3x - 3
(ii) の場合:
x2y+8<0x - 2y + 8 < 0 より 2y>x+82y > x + 8、よって y>12x+4y > \frac{1}{2}x + 4
3x+y+3<03x + y + 3 < 0 より y<3x3y < -3x - 3
次に、llmm の交点を求めます。
x2y+8=0x - 2y + 8 = 0
3x+y+3=03x + y + 3 = 0
2番目の式を2倍すると 6x+2y+6=06x + 2y + 6 = 0。これと最初の式を足し合わせると、
7x+14=07x + 14 = 0
x=2x = -2
x=2x = -2 を最初の式に代入すると、
22y+8=0-2 - 2y + 8 = 0
2y=6-2y = -6
y=3y = 3
したがって、llmm の交点の座標は (2,3)(-2, 3) となります。
不等式の表す領域を考えると、y<12x+4y < \frac{1}{2}x+4 は直線 ll の下側、y>3x3y > -3x-3 は直線 mm の上側を表します。また、y>12x+4y > \frac{1}{2}x+4 は直線 ll の上側、y<3x3y < -3x-3 は直線 mm の下側を表します。これらの条件を満たす領域を選択肢から選ぶと、図中の領域1が該当します。
1: 1
2: 2
3: 1/2
4: 1/2
5: -3
6: -3
7: -2
8: ,
9: 3
10: 1

3. 最終的な答え

1: 1
2: 2
3: 1/2
4: 1/2
5: -3
6: -3
7: -2
8: ,
9: 3
10: 1