与えられた数学の問題集(実数、不等式)の中の問題を解きます。問題は以下の通りです。 (5) $|3x-1|=5$ (6) $|2x+1|>3$ (5) $|x+4|=3x$ (6) $|x|+|x-2|=6$

代数学絶対値不等式方程式場合分け
2025/6/7

1. 問題の内容

与えられた数学の問題集(実数、不等式)の中の問題を解きます。問題は以下の通りです。
(5) 3x1=5|3x-1|=5
(6) 2x+1>3|2x+1|>3
(5) x+4=3x|x+4|=3x
(6) x+x2=6|x|+|x-2|=6

2. 解き方の手順

(5) 3x1=5|3x-1|=5
絶対値記号を外すために、場合分けを行います。
(i) 3x103x-1 \ge 0、つまり x13x \ge \frac{1}{3} のとき、3x1=53x-1=5 となり、3x=63x=6 から x=2x=2 が得られます。これは x13x \ge \frac{1}{3} を満たします。
(ii) 3x1<03x-1 < 0、つまり x<13x < \frac{1}{3} のとき、(3x1)=5-(3x-1)=5 となり、3x+1=5-3x+1=5 から 3x=4-3x=4 となり、x=43x = -\frac{4}{3} が得られます。これは x<13x < \frac{1}{3} を満たします。
(6) 2x+1>3|2x+1|>3
絶対値記号を外すために、場合分けを行います。
(i) 2x+102x+1 \ge 0、つまり x12x \ge -\frac{1}{2} のとき、2x+1>32x+1>3 となり、2x>22x>2 から x>1x>1 が得られます。これは x12x \ge -\frac{1}{2} を満たします。
(ii) 2x+1<02x+1 < 0、つまり x<12x < -\frac{1}{2} のとき、(2x+1)>3-(2x+1)>3 となり、2x1>3-2x-1>3 から 2x>4-2x>4 となり、x<2x<-2 が得られます。これは x<12x < -\frac{1}{2} を満たします。
(5) x+4=3x|x+4|=3x
絶対値記号を外すために、場合分けを行います。
(i) x+40x+4 \ge 0、つまり x4x \ge -4 のとき、x+4=3xx+4=3x となり、2x=42x=4 から x=2x=2 が得られます。これは x4x \ge -4 を満たします。
(ii) x+4<0x+4 < 0、つまり x<4x < -4 のとき、(x+4)=3x-(x+4)=3x となり、x4=3x-x-4=3x から 4x=44x=-4 となり、x=1x = -1 が得られます。これは x<4x < -4 を満たしません。
(6) x+x2=6|x|+|x-2|=6
場合分けが必要です。
(i) x<0x < 0 のとき、x(x2)=6-x-(x-2) = 6 となり、xx+2=6-x-x+2 = 6 から 2x=4-2x = 4 となり、x=2x = -2 が得られます。これは x<0x < 0 を満たします。
(ii) 0x<20 \le x < 2 のとき、x(x2)=6x-(x-2) = 6 となり、xx+2=6x-x+2=6となり、2=62=6となるので不適。
(iii) x2x \ge 2 のとき、x+(x2)=6x+(x-2)=6 となり、2x2=62x-2=6から、2x=82x=8 となり、x=4x=4 が得られます。これは x2x \ge 2 を満たします。

3. 最終的な答え

(5) x=2,43x=2, -\frac{4}{3}
(6) x>1,x<2x>1, x<-2
(5) x=2x=2
(6) x=2,4x=-2, 4

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