Лінійна нерівність на кшталт 2x + 3 > 7 розв’язується так само, як рівняння, але з нюансом: при множенні чи діленні на від’ємне число знак нерівності перевертається. Перенесіть 3: 2x > 4, поділіть на 2: x > 2. Розв’язок — всі x більші за 2, що зручно позначити на числовій прямій як стрілку вправо від точки 2 з відкритою дужкою.
Цей трюк працює для простих випадків, але світ нерівностей набагато ширший — від квадратних, де грає роль парабола, до раціональних з дробами, що вимагають області допустимих значень. Розуміння базових правил перетворює хаос символів на чітку логіку, ніби розплутуєш клубок ниток, де кожна тягуча кінцівка веде до правильного шляху.
Квадратна нерівність x² – 5x + 6 < 0 спершу перетворюється на рівняння для коренів: (x-2)(x-3)=0, корені 2 і 3. Метод інтервалів показує, де вираз від’ємний — між ними. Розв’язок: 2 < x < 3. Така стратегія оживає, коли ви малюєте знак-таблицю, і раптом бачите, як парабола опускається нижче осі.
Основні правила: фундамент успіху в будь-якій нерівності
Кожна нерівність — це битва за баланс, де лівий і правий боки вагаються нерівно. Перше правило: переносьте члени з однієї сторони на іншу, змінюючи знак на протилежний, але знак нерівності лишається. Друге: додавайте чи віднімайте однакове число з обох боків — напрямок не міняється. Третє, найхитріше: множення чи ділення на додатне число зберігає знак, на від’ємне — перевертає його, наче дзеркало.
Ці правила, виведені з властивостей упорядкованості чисел, працюють для всіх типів. Забудьте про них — і розв’язок розсиплеться, як картковий будиночок. Перевіряйте завжди: підставте тестове число з розв’язку в оригінал. Якщо істинно — перемога, якщо ні — шукайте помилку в знаках.
- Перенесення: у 5x – 2 < 3x + 4 стає 2x < 6 після x-2 > 3x-5x.
- Додавання: додаємо 2: 5x < 3x + 6.
- Множення на -1: -5x > -3x – 6, знак перевертається.
Після списку уявіть числову пряму: крапки для =, ≤, ≥; відкриті дужки для <, >. Це візуалізує нескінченність розв’язків, роблячи абстракцію живою.
Лінійні нерівності: прості, але з підступами
Лінійні — це ax + b < cx + d, де ступінь 1. Розв’язуйте як рівняння, пам’ятаючи про знак. Приклад: -3(2x – 1) ≥ 5x + 2. Розкрийте: -6x + 3 ≥ 5x + 2. Перенесіть: 3 – 2 ≥ 5x + 6x, 1 ≥ 11x, x ≤ 1/11. Знак перевернувся при діленні на 11? Ні, бо додатне.
Подвійні нерівності, як -1 < 2x – 3 ≤ 5, спрощуються посередині: додайте 3: 2 < 2x ≤ 8, поділіть на 2: 1 < x ≤ 4. Тут знак не міняється, бо коефіцієнт додатний. Такі виникають у задачах на середнє: “температура між -5 і 10°C”.
- Спростіть обидві сторони, розкривши дужки.
- Перенесіть члени з x в одну сторону, константи — в іншу.
- Ізолюйте x, перевертаючи знак за потреби.
- Позначте інтервал: (a, ∞), (-∞, b] тощо.
Цей алгоритм — як рецепт борщу: дотримуйтесь послідовності, і смак гарантовано. У 2025 році онлайн-калькулятори як Symbolab підтверджують: для x > -2 розв’язок справді (-2, ∞).
Квадратні нерівності: параболи та знаки
ax² + bx + c > 0 — класика 9 класу. Спершу знайдіть корені рівняння ax² + bx + c = 0, дискримінантом D = b² – 4ac. Якщо D < 0 — парабола не перетинає вісь, знак залежить від a: якщо a > 0, завжди > 0.
Метод інтервалів оживає тут: корені розбивають пряму на проміжки. Тестуйте знак у кожному. Приклад: x² – 5x + 6 ≤ 0. Корені 2,3. Точки: -∞ | 2 | 3 | ∞. Тест: x=0 (+), x=2.5 (-), x=4 (+). Отже, ≤ 0 між 2 і 3: [2,3].
| Проміжок | Тестове число | Знак (x-2)(x-3) |
|---|---|---|
| (-∞,2) | 0 | + |
| (2,3) | 2.5 | – |
| (3,∞) | 4 | + |
Джерела: Khan Academy, LibreTexts (станом на 2026). Таблиця показує, як візуально контролювати знак, уникаючи плутанини.
Нерівності з модулем: абсолютні значення як союзники
|x| < a означає -a < x < a, бо модуль — відстань від 0. Для |x – b| > c: x < b – c або x > b + c. Складніше: |2x – 1| + |x + 3| ≤ 5. Знайдіть точки модулів -3, 0.5, розбийте на інтервали: x ≤ -3, -3 < x ≤ 0.5, x > 0.5. Без модулів розв’яжіть у кожному.
Приклад: |x – 2| < 3 → -3 < x – 2 < 3 → -1 < x < 5. З знаком >: x ≤ -1 або x ≥ 5. У фізиці це “швидкість відхилення менше 3 м/с від 2”.
Раціональні нерівності: дроби та ОДЗ
(x+1)/(x-2) > 0. ОДЗ: x ≠ 2. Корені чисельника/знаменника: -1, 2. Інтервали: (-∞,-1), (-1,2), (2,∞). Знаки: + – + для > 0: (-∞,-1) ∪ (2,∞). Додавайте ОДЗ!
Така логіка, як розтин фрукта: ядро — корені, шкірка — ОДЗ. У економіці: прибуток P/Q > 0, де Q ≠ 0 (немає втрат).
Системи нерівностей: множинний підхід
Графічно: перетин областей. Лінійні: x + y ≥ 2, x – y ≤ 1. З shady регіоном. Алгебрично: розв’яжіть як рівняння для меж. Приклад з таблицею:
| Нерівність | Розв’язок | Перетин |
|---|---|---|
| x ≥ 1 | [1,∞) | – |
| y ≤ x + 2 | залежить | [1,∞) з y≤x+2 |
Khan Academy. Системи моделюють бюджети: витрати ≤ дохід.
Типові помилки: пастки, що підстерігають кожного
Перша — забути перевернути знак при діленні на від’ємне: -2x > 4 → x < -2, а не >. Друга: ігнор ОДЗ у раціональних, x=0 у 1/x > 0 — помилка. Третя: у квадратних плутати знак параболи (a>0 — вгору). Четверта: у модулях не розбивати інтервали. П’ята: не тестувати точки в методі інтервалів.
Ви не повірите, але 80% помилок на ЗНО — це знак або ОДЗ. Тренуйтесь з тестом: розв’яжіть 10, перевірте калькулятором — і впевненість злетить!
У програмуванні нерівності керують циклами: for i < n. У фізиці: v = gt/2 < h для траєкторії. Економіка: витрати C < R доходи. Реальні кейси роблять математику пульсуючою живою силою.
З цими інструментами ви розв’яжете будь-що — від шкільних завдань до університетських задач. Практикуйте, і нерівності стануть вашими друзями, що шепочуть секрети світу чисел.