eg1-2.6· Глава 2: Уравнения и неравенства· ~13 мин

Уравнения и неравенства с модулем (абсолютным значением)

Определение абсолютного значения, уравнения x=a|x| = a и неравенства типа x<a|x| < a, x>a|x| > a.

Абсолютное значение числа — это его расстояние от нуля на числовой оси: x=x|x| = x (x0x \ge 0), x=x|x| = -x (x<0x < 0); поэтому x0|x| \ge 0 всегда верно. Уравнение x=a|x| = a при a>0a > 0 даёт два решения x=ax = a и x=ax = -a, при a=0a = 0 — единственное x=0x = 0, при a<0a < 0 — решений нет.

В неравенствах два основных случая: x<a|x| < a (a>0a > 0) a<x<a\Leftrightarrow -a < x < a, то есть внутренний интервал; x>a|x| > a (a>0a > 0) x<a\Leftrightarrow x < -a или x>ax > a, то есть два внешних луча. В общем случае используется разбор по знаку для f(x)=g(x)|f(x)| = g(x).

Пример: неравенство 2x6<4|2x - 6| < 4 даёт 4<2x6<4-4 < 2x - 6 < 4, то есть 2<2x<102 < 2x < 10, следовательно 1<x<51 < x < 5.

Ключевые термины

Абсолютное значениеРасстояние числа от нуля на числовой оси: x=x|x| = x (x0x \ge 0), x=x|x| = -x (x<0x < 0). Всегда x0|x| \ge 0.
Уравнение x=a|x| = aПри a>0a > 0 два решения x=±ax = \pm a; при a=0a = 0 единственное решение x=0x = 0; при a<0a < 0 решений нет.
Внутренний интервал (x<a|x| < a)При a>0a > 0: x<aa<x<a|x| < a \Leftrightarrow -a < x < a — один промежуток.
Два внешних луча (x>a|x| > a)При a>0a > 0: x>ax<a|x| > a \Leftrightarrow x < -a или x>ax > a — два раздельных промежутка.
Посторонний кореньВ уравнении типа f(x)=g(x)|f(x)| = g(x) — корень, при котором правая часть g(x)<0g(x) < 0, не проходящий проверку и отбрасываемый.
Правило произведения и частногоab=ab|a \cdot b| = |a| \cdot |b| и ab=ab\left|\frac{a}{b}\right| = \frac{|a|}{|b|} (b0b \neq 0).
Основные правила уравнений и неравенств с модулем
ТипРешение при a>0a > 0Случай
x=a|x| = ax=ax = a или x=ax = -aдва решения
x=0|x| = 0x=0x = 0одно решение
x=a|x| = a (a<0a < 0)решений нетпустое множество
x<a|x| < aa<x<a-a < x < aвнутренний интервал
x>a|x| > ax<ax < -a или x>ax > aдва внешних луча

В нестрогих неравенствах (\le, \ge) граничные точки включаются в решение.

Раскрытие модуля: случаи по знаку
УсловиеРаскрытие x|x|Пример
x0x \ge 0x=x|x| = x7=7|7| = 7
x<0x < 0x=x|x| = -x7=(7)=7|-7| = -(-7) = 7
x=0x = 0x=0|x| = 00=0|0| = 0

Модуль только убирает знак, а не удваивает число.

Решение неравенства 2x6<4|2x-6| < 4
  1. 1Правило внутреннего интервала: 2x6<44<2x6<4|2x-6| < 4 \Leftrightarrow -4 < 2x-6 < 4.
  2. 2Прибавим 66 к каждой части: 2<2x<102 < 2x < 10.
  3. 3Разделим каждую часть на 22: 1<x<51 < x < 5.
  4. 4Ответ: 1<x<51 < x < 5. (Если забыть шаг деления на 22, ошибочно получим 2<x<102 < x < 10.)
Решение уравнения 2x1=x+4|2x-1| = x+4
  1. 1Разбор на два случая: 2x1=x+42x-1 = x+4 или 2x1=(x+4)2x-1 = -(x+4).
  2. 2Первый случай: 2x1=x+4x=52x-1 = x+4 \Rightarrow x = 5.
  3. 3Второй случай: 2x1=x43x=3x=12x-1 = -x-4 \Rightarrow 3x = -3 \Rightarrow x = -1.
  4. 4Проверка: x=5x = 5: 9=9=5+4|9| = 9 = 5+4 верно. x=1x = -1: 3=3=1+4|-3| = 3 = -1+4 верно.
  5. 5Ответ: x=5x = 5 и x=1x = -1.
🚫Частая ошибка

7=7|{-7}| = 7, а не 1414: модуль не удваивает число, а только убирает знак.

⚠️Внимание

В уравнении x=a|x| = a при a<0a < 0 решений НЕТ (x|x| никогда не бывает отрицательным). x<2|x| < -2 тоже даёт пустое множество.

⚠️Внимание

При решении ax+b=a|ax+b| = a не забывайте про внутренний сдвиг и деление на коэффициент: сначала ax+b=±aax+b = \pm a, затем найдите xx.

💡Заметка

x<a|x| < a → внутренний интервал (a<x<a-a < x < a); x>a|x| > a → два внешних луча. Не путайте знаки.

🚫Частая ошибка

В уравнении типа f(x)=g(x)|f(x)| = g(x) проверяйте каждый корень: корень, при котором g(x)<0g(x) < 0, является посторонним и отбрасывается.

Правила

  1. 1x0|x| \ge 0 всегда; x=x|x| = x (x0x \ge 0), x=x|x| = -x (x<0x < 0).
  2. 2x=a|x| = a: a>0x=±aa > 0 \Rightarrow x = \pm a; a=0x=0a = 0 \Rightarrow x = 0; a<0a < 0 \Rightarrow решений нет.
  3. 3x<a|x| < a (a>0a > 0) a<x<a\Leftrightarrow -a < x < a (внутренний интервал).
  4. 4x>a|x| > a (a>0a > 0) x<a\Leftrightarrow x < -a или x>ax > a (два внешних луча).
  5. 5ab=ab|a \cdot b| = |a| \cdot |b|, ab=ab\left|\frac{a}{b}\right| = \frac{|a|}{|b|} (b0b \neq 0).

Тренировка

15 лёгких · 15 средних · 15 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов