K〜Yさん(なんと読めばいいのでしょう?)さん,はじめまして。
阪神が首位に返り咲いて,ビールが特においしい,新矢です。
この掲示板の他の記事を見てもらえると,やたらと“場合分け”という言葉が目に付くと思います。高校数学は“場合分け”の学問といっても過言ではありません。
その場合分けですが,今後いろいろな局面で発生することになります。その中でも,“絶対値をはずす場合分け”は特によく出てきますので,今確実にマスターしておく事が大切です。
(1) さて,個々の絶対値ははずせますか?
|x-1| は x≧1 のとき x-1 ,x≦1 のとき -(x-1)=-x+1
は宜しいでしょうか?(OKと仮定して話しを続けます)
|x-2| は x≧2 のとき x-2 ,x≦2 のとき -(x-2)=-x+2
|x| は x≧0 のとき x ,x≦0 のとき -x
では,不等式 |x-1|+|x-2|<|x| を解くためにはどのように“場合分け”をすればいいのかというと,まず数直線を書いてください。
3つの絶対値それぞれの場合分けに出てきたxの値 1,2,0 を小さい順にとります。数直線は下の@〜Cの4つの部分に分けられます。
C B A @
―――――+―――+―――+――――→x
0 1 2
x が@〜Cのどこにあるか? で場合分けします。
@ x≧2 のとき,
|x-1|+|x-2|<|x|
それぞれの絶対値の中の+−を考えて各絶対値をはずすと,
x-1+x-2<x となり,
これを解くと x<3 となりますが,今は x≧2 のときを考えているんだから
2≦x<3 となります。
A 1≦x≦2 のとき,
|x-1|+|x-2|<|x| は
x-1-(x-2)<x となって,これを解くと x>1
1≦x≦2 のときを考えていて,x>1 になったんだから,1<x≦2 です。
同様に
B 0≦x≦1 のときは -(x-1)-(x-2)<x となり,これを解くと x>1
0≦x≦1 のときを考えていて x>1 だから解なし。
C x≦0 のときは -(x-1)-(x-2)<-x となり,これを解くと x>3
x≦0 のときに x>3 だから解なし。
答は @ 2≦x<3 と A 1<x≦2 をあわせて 1<x<3 です。
(2)も同様に @x≧1/2のとき A-1/2≦x≦1/2 のとき B x≦-1/2
の3つの場合分けで解いてみましょう。
答は -2≦x≦0,x≧2 です。