Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne.

Podobne dokumenty
Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

Definicja i własności wartości bezwzględnej.

Funkcje wymierne. Jerzy Rutkowski. Działania dodawania i mnożenia funkcji wymiernych określa się wzorami: g h + k l g h k.

FUNKCJA KWADRATOWA. 1. Definicje i przydatne wzory. lub trójmianem kwadratowym nazywamy funkcję postaci: f(x) = ax 2 + bx + c

Rozwiązaniem jest zbiór (, ] (5, )

III. Funkcje rzeczywiste

Rozwiązania zadań z kolokwium w dniu r. Zarządzanie Inżynierskie, WDAM, grupy I i II

Rozwiązania zadań z kolokwium w dniu r. Zarządzanie Licencjackie Zaoczne, Sieradz WDAM

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

( ) Arkusz I Zadanie 1. Wartość bezwzględna Rozwiąż równanie. Naszkicujmy wykresy funkcji f ( x) = x + 3 oraz g ( x) 2x

Egzamin ustny z matematyki semestr II Zakres wymaganych wiadomości i umiejętności

FUNKCJA WYMIERNA. Poziom podstawowy

Otrzymaliśmy w ten sposób ograniczenie na wartości parametru m.

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

ZAGADNIENIA PROGRAMOWE I WYMAGANIA EDUKACYJNE DO TESTU PRZYROSTU KOMPETENCJI Z MATEMATYKI DLA UCZNIA KLASY II

FUNKCJE I RÓWNANIA KWADRATOWE. Lekcja 78. Pojęcie i wykres funkcji kwadratowej str

FUNKCJA KWADRATOWA. Zad 1 Przedstaw funkcję kwadratową w postaci ogólnej. Postać ogólna funkcji kwadratowej to: y = ax + bx + c;(

Funkcje - monotoniczność, różnowartościowość, funkcje parzyste, nieparzyste, okresowe. Funkcja liniowa.

Wymagania edukacyjne z matematyki klasa II technikum

W. Guzicki Próbna matura, grudzień 2014 r. poziom rozszerzony 1

Funkcje Andrzej Musielak 1. Funkcje

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

x a 1, podając założenia, przy jakich jest ono wykonywalne. x a 1 = x a 2 ( a 1) = x 1 = 1 x.

6. FUNKCJE. f: X Y, y = f(x).

Rozwiązania zadań z kolokwium w dniu r. Zarządzanie Licencjackie, WDAM, grupy I i II

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY DRUGIEJ LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO ZAKRES PODSTAWOWY

2. LICZBY RZECZYWISTE Własności liczb całkowitych Liczby rzeczywiste Procenty... 24

Logarytmy. Funkcje logarytmiczna i wykładnicza. Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne.

. Funkcja ta maleje dla ( ) Zadanie 1 str. 180 b) i c) Zadanie 2 str. 180 a) i b)

PLAN WYNIKOWY DLA KLASY DRUGIEJ POZIOM PODSTAWOWY I ROZSZERZONY. I. Proste na płaszczyźnie (15 godz.)

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY. (zakres podstawowy) klasa 2

Wartość bezwzględna. Funkcja wymierna.

Propozycje rozwiązań zadań otwartych z próbnej matury rozszerzonej przygotowanej przez OPERON.

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO OTRZYMANIA PRZEZ UCZNIA POSZCZEGÓLNYCH ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI

Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych klasa druga zakres rozszerzony

WIELOMIANY SUPER TRUDNE

EGZAMIN MATURALNY W ROKU SZKOLNYM 2014/2015

1 + x 1 x 1 + x + 1 x. dla x 0.. Korzystając z otrzymanego wykresu wyznaczyć funkcję g(m) wyrażającą liczbę pierwiastków równania.

Próbny egzamin maturalny z matematyki Poziom rozszerzony

FUNKCJA POTĘGOWA, WYKŁADNICZA I LOGARYTMICZNA

Arkusz maturalny nr 2 poziom podstawowy ZADANIA ZAMKNIĘTE. Rozwiązania. Wartość bezwzględna jest odległością na osi liczbowej.

Lekcja 2. Pojęcie równania kwadratowego. Str Teoria 1. Równaniem wielomianowym nazywamy równanie postaci: n

NAJWIEKSZY INTERNETOWY ZBIÓR ZADAŃ Z MATEMATYKI FUNKCJE KWADRATOWE PARAMETRY

FUNKCJE ELEMENTARNE I ICH WŁASNOŚCI

Pojęcia, wymagania i przykładowe zadania na egzamin poprawkowy dla klas II w roku szkolnym 2016/2017 w Zespole Szkół Ekonomicznych w Zielonej Górze

OLIMPIADA MATEMATYCZNA

Geometria analityczna

Lista 3 Funkcje. Środkowa częśd podanej funkcji, to funkcja stała. Jej wykresem będzie poziomy odcinek na wysokości 4.

PLAN WYNIKOWY (zakres podstawowy) klasa 2. rok szkolny 2015/2016

Funkcja jednej zmiennej - przykładowe rozwiązania 1. Badając przebieg zmienności funkcji postępujemy według poniższego schematu:

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES. y = ax + b. a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości liczbowe

Zapisujemy:. Dla jednoczesnego podania funkcji (sposobu przyporządkowania) oraz zbiorów i piszemy:.

4. Postęp arytmetyczny i geometryczny. Wartość bezwzględna, potęgowanie i pierwiastkowanie liczb rzeczywistych.

Całka nieoznaczona, podstawowe wiadomości

Liczby zespolone. x + 2 = 0.

1 Wyrażenia potęgowe i logarytmiczne.

========================= Zapisujemy naszą funkcję kwadratową w postaci kanonicznej: 2

Zadanie 3 Oblicz jeżeli wiadomo, że liczby 8 2,, 1, , tworzą ciąg arytmetyczny. Wyznacz różnicę ciągu. Rozwiązanie:

Teoria. a, jeśli a < 0.

6. Liczby wymierne i niewymierne. Niewymierność pierwiastków i logarytmów (c.d.).

w(x)= P(x) Q(x), (1) x 2 +7x 2 8 Pierwsze z tych wyrażeń jest funkcją wymierną niewłaściwą, a drugie wyrażenie jest funkcją wymierną właściwą.

Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne

Funkcje i ich własności. Energetyka, sem.1 (2017/2018) Matematyka #3: Funkcje 1 / 43

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

Wstęp do analizy matematycznej

Kształcenie w zakresie podstawowym. Klasa 2

Zakres materiału obowiązujący do egzaminu poprawkowego z matematyki klasa 1 d LO

Wielomiany. dr Tadeusz Werbiński. Teoria

Wykład 16. P 2 (x 2, y 2 ) P 1 (x 1, y 1 ) OX. Odległość tych punktów wyraża się wzorem: P 1 P 2 = (x 1 x 2 ) 2 + (y 1 y 2 ) 2

Geometria analityczna - przykłady

Przestrzenie wektorowe

BAZA ZADAŃ KLASA 2 TECHNIKUM FUNKCJA KWADRATOWA

WIELOMIANY. Poziom podstawowy

1 Funkcje elementarne

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI dla klasy I ba Rok szk. 2012/2013

Repetytorium z matematyki ćwiczenia

Przykładowe rozwiązania

WYRAŻENIA ALGEBRAICZNE

a =, gdzie A(x 1, y 1 ),

DZIAŁANIA NA UŁAMKACH DZIESIĘTNYCH.

Po zapoznaniu się z funkcją liniową możemy przyjśd do badania funkcji kwadratowej.

Rozwiązania zadań. Arkusz Maturalny z matematyki nr 1 POZIOM ROZSZERZONY. Aby istniały dwa różne pierwiastki równania kwadratowego wyróżnik

Rozwiązania listopad 2016 Zadania zamknięte = = = 2. = =1 (D) Zad 3. Październik x; listopad 1,1x; grudzień 0,6x. (D) Zad 5. #./ 0'!

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA III ZAKRES ROZSZERZONY (90 godz.) , x

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Propozycje rozwiązań zadań z matematyki - matura rozszerzona

Zagadnienia z matematyki dla klasy II oraz przykładowe zadania

W. Krysicki, L.Włodarski, Analiza matematyczna w zadaniach cz. 1 i cz. 2. Pomocnicze symbole. Spójniki logiczne: Symbole kwantyfikatorów:

Matematyka licea ogólnokształcące, technika

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 5 Zadania funkcje cz.1

Zakres Dopuszczający Dostateczny Dobry Bardzo dobry

Indukcja matematyczna

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2012/13. Czwartek 28 marca zaczynamy od omówienia zadań z kolokwium nr 1.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 2

Transkrypt:

Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne. Funkcja homograficzna. Definicja. Funkcja homograficzna jest to funkcja określona wzorem f() = a + b c + d, () gdzie współczynniki rzeczywiste a, b, c i d spełniają warunek ad cb 0. Uwaga. ) Jeśli c { = } 0, to () jest funkcją liniową, jeśli c 0, to dziedziną funkcji homograficznej jest zbiór R \ d c. ) Wykresem funkcji homograficznej jest hiperbola (gdy c 0) albo prosta (gdy c = 0). 3) Przykład funkcji, która nie jest funkcją homograficzną g() = 3 4 6. Ta funkcja nie spełnia warunku ad cb 0 i co za tym idzie redukuje się do funkcji stałej g() =. 4) Gałęzie hiperboli będącej wykresem funkcji homograficznej postaci f() = a leżą w ćwiartkach I i III układu współrzędnych dla a > 0 i w ćwiartkach II i IV dla a < 0. 5) Osie OX i OY są asymptotami wykresu funkcji f() = a, a 0. 6) Asymptotami wykresu funkcji g() = b + c są proste = c i y = b, wykres tej funkcji otrzymujemy przez przesunięcie wykresu funkcji f() = o wektor [c, b]. 7) Funkcja homograficzna jest funkcją różnowartościową. Przykład. Wychodząc od wykresu funkcji h() =, stosując odpowiednie przekształcenia geometryczne, naszkicuj wykres funkcji g() = +. Rozwiązanie. Zapiszmy wzór opisujący funkcję g w innej postaci. g() = + = ( + ) 3 + = 3 + = + 3 ( ). () Widzimy teraz, że asymptotami wykresu funkcji g są proste =, y =, a gałęzie hiperboli leżą w ćwiartkach II i IV. Wykres funkcji g otrzymamy z wykresu funkcji h() = po rozciągnięciu go wzdłuż osi OY (aby otrzymać wykres funkcji y = 3 ), następnie odbiciu otrzymanego wykresu względem osi OX (w ten sposó otrzymamy wykres funkcji y = 3 ) i przesunięciu o wektor [, ]. Uwaga. Łatwo otrzymujemy postać () wykonując dzielenie wielomianu z licznika przez wielomian z mianownika funkcji homograficznej. Funkcje wymierne. Równania i nierówności wymierne. Definicja. Niech W () i V () oznaczają dwa wielomiany zmiennej rzeczywistej, niech V () 0, a P oznacza zbór pierwiastków wielomianu V (). Funkcję f() = W () V () dla R \ P nazywamy funkcją wymierną zmiennej.

Warunek V () 0 oznacza, że wielomian V nie jest tożsamościowo równy zero, to znaczy, że przyjmuje wartości niezerowe dla pewnych R, inaczej mówiąc jest wielomianem niezerowym. Uwaga. ) Funkcja homograficzna f() = a+b c+d, ad bc 0 jest funkcją wymierną. ) Jeżeli stopień wielomianu W () jest mniejszy niż stopień wielomianu V (), to funkcję wymierną f() = W () V () nazywamy właściwą. Jeżeli stopień wielomianu W () jest nie mniejszy niż stopień wielomianu V (), to funkcję wymierną f() = W () V () nazywamy niewłaściwą. W tym drugim przypadku możemy podzielić wielomiany i otrzymać sumę wielomianu i pewnej funkcji wymiernej właściwej (Patrz Przykład.). 3) Funkcje wymierne typu f() = A ( a), gdzie A, a R oraz r N, nazywamy ułamkami r prostymi pierwszego rodzaju. Funkcje wymierne typu f() = B+C ( +p+q), gdzie B, C, p, q R r przy czym p 4q < 0, a r N, nazywamy ułamkami prostymi drugiego rodzaju. 4) Każda funkcja wymierna właściwa jest sumą ułamków prostych pierwszego i drugiego rodzaju, przy czym ułamki te są określone jednoznacznie np. 3 + = +, 4 + = + +. Przykład. Znaleźć takie liczby rzeczywiste A, B, C, dla których równość 3 + 9 ( )( )( 3) = A + B + C 3 (3) jest spełniona dla każdego R \ {,, 3}. Rozwiązanie. Przy założeniu, że R \ {,, 3} możemy pomnożyć obie strony równości (3) przez ( )( )( 3). Otrzymamy wówczas równoważną równość: 3 + 9 = A( )( 3) + B( )( 3) + C( )( ). Uporządkujemy wyrazy wielomianu stopnia drugiego stojącego po prawej stronie równości 3 + 9 = (A + B + C) + ( 5A 4B 3C) + 6A + 3B + C. (4) Zatem równość (3) zachodzi dla każdego,, 3 wtedy i tylko wtedy, gdy wielomiany w (4) są równe. Dwa wielomiany są równe, gdy są tego samego stopnia i gdy współczynniki stojące przy odpowiednich potęgach zmiennej są równe. Zatem A, B i C powinny spełniać następujący układ równań: A + B + C = 3 5A 4B 3C = 6A + 3B + C = 9 Dodając stronami równania drugie i trzecie do równania pierwszego otrzymamy: A = 5A 4B 3C = 6A + 3B + C = 9 Dodajmy teraz stronami równanie trzecie do drugiego: A = A B C = 6A + 3B + C = 9

Zatem z równania drugiego mamy B = C + 5, podstawiając tak wyznaczone B i A = do równania trzeciego otrzymujemy C = 3 i co za tym idzie B = 3 + 5 =. Rozwiązaniem układu równań jest więc trójka liczb A = B = C = 3. Znaleźliśmy zatem tzw. rozkład wyrażenia 3 +9 ( )( )( 3) na ułamki proste: 3 + 9 ( )( )( 3) = + 3 + 3. Przy rozwiązywaniu równań i nierówności wymiernych pomocne będą następujące warunki: { W () W () = 0 V () = 0 V () 0 { W () W ()V () 0 V () 0 V () 0 Analogicznie dla nierówności typu, <, >. Dziedziną równania, czy nierówności wymiernej nazywamy zbiór R, dla których V () 0. Przykład 3. Rozwiąż równania: a) + + = + +, b) + + + = (+)(+), c) 3 6 4 3 3 + = 0, d) + + 4 + = 5, e) 5 +3 4 3 6 4 = 0. Rozwiązanie. Wyznaczymy dziedzinę równania z przykładu a) + + = + +. (5) Dziedziną równania jest zbiór takich R, że 0 i + 0 i + = ( + ) 0, a więc zbiór R \ {0, }. Przekształcimy równanie (5) do postaci W () V () = 0: + + = + + + ( + ) + ( + ) + ( + ) = 0 = 0 ( ) = 0 = 0 lub =. Ponieważ 0 nie należy do dziedziny równania (5), to rozwiązaniem równania jest tylko =. Widać, że dziedziną równania w przykładzie b) + + + = ( + )( + ) (6)

jest zbiór R \ {,, 0}. Przenieśmy wyrażenie występujące po prawej stronie równania na lewą stronę znaku równości, aby przekształcić równanie (6) do postaci W () V () = 0. Mamy zatem + + + ( + )( + ) = 0 ( + ) ( + )( + ) = 0 + = 0 + = 0 =. ( + ) Ponieważ = nie należy do dziedziny równania (6), więc równanie to nie ma rozwiązań. Dla równania z podpunktu c) wyznaczmy najpierw miejsca zerowe mianownika. Mamy dalej: 4 3 3 + = 0 ( 3 + ) = 0 3 6 4 3 3 + = 0 (7) ( )( ) = 0 = 0 lub = lub =. Zatem rozwiązań równania (7) szukamy w zbiorze R \ {0,, }. Mamy 3 6 4 3 3 + = 0 3 6 = 0 Pierwiastkiem wielomianu 3 6 jest oraz 3 6 = ( )( + + 3). Ponieważ wyróżnik trójmianu + + 3 jest ujemny, więc wielomian 3 6 ma tylko jeden pierwiastek rzeczywisty =. Zatem 3 6 = 0 =, ale = odrzuciliśmy wcześniej, więc równanie (7) nie ma rozwiązań. Dziedziną równania z podpunktu d) + + 4 + = 5 (8) jest zbiór R \ { W (), 0}. doprowadzimy równanie do postaci V () = 0. Mamy: + + 4 + = 5 + + + 4 + 5 = 0 + 4 5( + ) + ( + ) = 0 + = 0. ( + ) + = 0 = lub =. Zarówno jak i oraz =. należą do dziedziny równania, zatem rozwiązaniem równania (8) są = Aby wyznaczyć dziedzinę równania z podpunktu e) 5 + 3 4 3 6 4 = 0 (9)

znajdziemy najpierw rozkład wielomianu 6 4 na czynniki nierozkładalne stopnia co najwyżej drugiego. W tym celu skorzystamy (dwukrotnie) ze wzoru na różnicę kwadratów: Dalej mamy 6 4 = (4 )(4 + ) = ( )( + )(4 + ). 6 4 = 0 ( )( + )(4 + ) = 0 = lub =, stąd dziedziną równania (9) jest zbiór R \ {, }. Oczywiście 5 + 3 4 3 6 4 = 0 5 + 3 4 3 = 0 4 ( + 3) ( + 3) = 0 ( + 3)( 4 ) = 0 ( + 3)( )( + )( + ) = 0 = 3 lub = lub =. Każda z tych liczb należy do wyznaczonej wcześniej dziedziny, zatem rozwiązaniem równania (9) są = 3, = oraz =. Przykład 4. Rozwiąż równania a) = ; + b) + = +. Rozwiązania. Rozwiązując równania z wartością bezwzględną musimy się najpierw pozbyć tychże wartości bezwzględnych. Zajmiemy się najpierw równaniem z podpunktu a). Zauważmy, że jeśli dla pewnych liczb rzeczywistych a i b zachodzi równość a = b, to zachodzi też równość dla kwadratów wyrażeń a i b i co za tym idzie dla kwadratów liczb a i b, to znaczy: a = b = a = b = a = b. Prawdziwa jest też implikacja w drugą stronę: jeśli kwadraty liczb a i b są równe, to liczby te muszą być sobie równe co do wartości bezwzględnej, to znaczy: W konsekwecji mamy równoważność: Równanie zastąpimy równaniem równoważnym: a = b = a = b. a = b a = b (0) = () + ( ) ( ) = + Dziedziną tego równania wymiernego jest zbiór R\{, }. Rozwiązując to równanie postępujemy podobnie jak w podpunkcie a) Przykładu 3. Mamy zatem ciąg równoważności: ( ) ( ) = + ( + ) 4 ( ) = 0 + 6 + 5 ( + ) ( ) = 0 6 7 = 0 = 5 lub =.

Zarówno 5 jak i należą do dziedziny, więc są rozwiązaniem równania (). Aby rozwązać równanie z podpunktu b) opuścimy najpierw wartość bezwzględną. Oczywiście w tym przykładzie musimy rozważyć dwa przypadki: dla 0 i dla < 0. Ponieważ dziedziną równania + jest zbiór R \ {0}, więc warunek 0 zredukujemy do > 0. o. Dla > 0 mamy =, stąd = + () + = + + = + + = 0 + = 0 ( )( + ) = 0 = + lub = = 0, ale ponieważ założyliśmy w tym przypadku, że > 0, więc odpowiedź = odrzucamy. o. Dla < 0 mamy =, stąd + = + + = + + = 0 = 0 + + = 0. Oznacza to że w przypadku, gdy < 0 równanie nie ma rozwiązań. = 0 Podsumowując punkty o i o otrzymujemy, że równanie () ma jedno rozwiązanie =. Przykład 5. Rozwiąż nierówności: a) (+) 3 0, b) + < 6. c) 5 +3 4 3 6 4 > 0 Rozwiązania. Dziedziną nierówności z podpunktu a) ( + ) 3 0 (3) jest zbiór R \ {0, 3}. Ponadto ( + ) 3 0 ( + )( 3) 0 ( + )( 3) 0 ( ; ] [3; ). Uwzględniając dziedzinę naszej nierówności musimy ze zbioru ( ; ] [3; ) odrzucić 3, stąd rozwiązaniem nierówności (3) są ( ; ] (3; ).

Dziedziną nierówności z podpunktu b) + < 6 (4) jest zbiór R \ {0, }. Przedstawimy tę nierówność do postaci W () V () + < 6 < 0. Mamy + 6 < 0 ( ) + 6( ) < 0 ( ) 5 + 6 < 0 ( ) ( )( 3)( ) < 0 (0, ) (, 3). Zbiór (0, ) (, 3) jest podzbiorem dziedziny R \ {0, } nierówności (4), zatem rozwiązaniem jest każda liczba rzeczywista (0, ) (, 3). W rozwiązaniu nierówności z podpunktu c) posłużymy się wynikami częściowymi otrzymanymi dla równania 5 +3 4 3 6 4 = 0 z podpunktu e) Przykładu 3.. Analogicznie zatem jak dla równania dziedziną nierówności 5 + 3 4 3 6 4 > 0 (5) jest zbiór R \ {, }. Dalej mamy, że 5 + 3 4 3 6 4 > 0 ( 5 + 3 4 3)(6 4 ) > 0 ( + 3)( )( + )( + )( + )( )(4 + ) > 0. Ponieważ wyróżniki dla trójmianów: + oraz 4 + są ujemne, a współczynniki a stojące przy w tych trójmianach są dodatnie, więc dla dowolnego R wartości każdego z tych wielomianów są dodatnie. To oznacza, że nierówność ( + 3)( )( + )( + )( + )( )(4 + ) > 0 jest równoważna nierówności ( + 3)( )( + )( )( + ) > 0. Mamy zatem ( + 3)( )( + )( + )( + )( )(4 + ) > 0 ( + 3)( )( + )( + )( ) > 0 ( ( 3; ) ; ) (; ). ( ) Ponieważ zbiór ( 3; ) ; (; ) jest podzbiorem dziedziny R \ {, } nierówności ( ) (5), zatem rozważana nierówność zachodzi dla ( 3; ) ; (; ). Przykład 6. Rozwiąż nierówności a) 5 >, b) c) d) +3 5+3. 5 +3 4 3 6 4 > 0 5 +3 >

Rozwiązania. Podobnie jak w Przykładzie 4., aby rozwiązać nierówności z wartością bezwzględną, musimy najpierw opuścić wartość bezwzględną. Skorzystamy przy tym z następujących równoważności: a a a, (6) a a lub a. (7) Oczywiście analogiczne równoważności możemy zapisać dla nierówności osrtych, zastępując odpowiednio wszystkie znaki na < w (6) i w (7), czy na > w (7). Sposób o. Dla nierówności z podpunktu a) skorzystamy z (7). Dziedziną nierówności jest zbiór R \ { 3}. Mamy: 5 (8) + 3 5 5 + 3 + 3 lub 5 + 3 3 + 3 0 lub 8 + 3 0 (3 )( + 3) 0 lub ( 8)( + 3) 0 [ 3; ] lub ( ; 3] [8; ) 3 Ponieważ 3 nie ( należy ] do dziedziny nierównści, więc rozwiązaniem są ( ; 3) 3; 3 [8; ). Sposób o. Możemy też pozbyć się wartości bezwzględnej w równaniu (8) korzystając z równoważności analogicznej do (0): a b a b. (9) Mamy stąd: 5 + 3 ( 5 ) + 3 ( 5) ( + 3) 0 (3 )( 8) ( + 3) 0 (3 )( 8) 0 ( ; 3 ] [8; ). Ponieważ 3 nie ( należy ] do dziedziny nierówności, zatem jej rozwiązaniem są (, 3) 3; 3 [8; ). Dziedziną nierówności z podpunktu b) jest R \ {, }. 5 + 3 (0)

Sposób o. Skorzystamy z (6) otrzymując: 5 + 3 5 + 3 5 + 4 5 0 0 ( )( ) 4 5 0 0 ( )( )( ) 0 (4 5)( ) 0 [ ] [ ; [; ) ; 4 5 ( ; ] [ ; 4 [; ) 5] Zbiór ten jest podzbiorem dziedziny nierówności (0) stąd jej rozwiązaniem są ] [; ) [ ; 4 5] [; ). Sposób o. Skorzystamy z (9) i podniesiemy nierówność 5+3 stronami do kwadratu. Otrzymamy wówczas: 5 + 3 ( 5 + 3) ( 5 + 3) ( ) ( ) 0 [ ][ ] ( 5 + 3) ( ) ( 5 + 3) + ( ) ( ) 0 ( 5 + 4)( 5 + ) 0 ( 5 + 4)( )( ) 0 [ ; 4 [; ). 5] [ Oczywiście zbiór 5] ; 4 [; ) jest podzbiorem dziedziny nierówności (0), zatem jest to zbiór rozwiązań tej nierówności. Nierówność 5 + 3 4 3 6 4 > 0 () zachodzi dla wszystkich tych R, dla których 5 + 3 4 3 6 4 0 6 4 0. Sprawdźmy zatem dla jakich R zachodzą równości 5 +3 4 3 6 4 = 0 lub 6 4 = 0. Podobne warunki rozpatrywaliśmy w punkcie e) Przykładu 4. Mamy zatem 5 + 3 4 3 6 4 = 0 6 4 = 0 = 3 = = = =. Zatem nierówność 5 +3 4 3 6 4 > 0 zachodzi dla R \ { 3,,,, }. Dla nierówności 5 +3 > z podpunktu d) Przykładu 7. nie możemy zastosować równoważności (9) i podnieść obie strony do kwadratu, ponieważ stojące po prawej stronie tej nierówności

może przyjmować wartości również ujemne! Korzystając z (7) otrzymujemy: 5 5 5 > < lub + 3 + 3 + 3 > + 5 5 < 0 lub ( + + 5) > 0 + 3 + 3 ( ; 5 3 5) ( 3; 5 + 3 5) lub ( ; 3) ( ; 3) ( 3; 5 + 3 5). Przykład 7. Wyznacz liczbę rozwiązań równania i rozwiąż równania, w zależności od parametru m: a) = m, b) +m m + m +m =. Rozwiązanie. Równanie = m () ma sens dla 0. Przekształcimy je równoważnie: = m m = 0 m = 0 Dziedziną równania () jest zbiór R\{0}. Wyróżnik równania kwadratowego m = 0 jest postaci = m +4. Zatem dla dowolnego m R mamy > 0, stąd równanie m = 0 ma dla każdego m R dwa pierwiastki: = m+ m +4 i = m m +4. Oczywiście i należa do dziedziny równania (), bo m m + 4. Zatem równanie ) ma dla dowolnego m R dwa rozwiązania: = m+ m +4 i = m m +4. Dziedziną równania + m m + m + m = (3) jest zbiór R \ { m, m}. Równoważne mu równanie przyjmuje postać: ( + m) + ( m) ( m ) ( m)( + m) 4m = 0 m = 0. 4m = 0 To znaczy, że równanie (3) ma nieskończenie wiele rozwiązań dla m = 0. Rozwiązaniem równania jest wtedy każda liczba rzeczywista 0. Dla m 0 równanie nie ma rozwiązań. Przykład 8. Dla jakich wartości parametru m zbiorem rozwiązań nierówności jest zbiór wszystkich liczb rzeczywistych? 8 + 0 m + (m + ) + 9m + 4 < 0 (4) Rozwiązanie. Zanim wyznaczymy dziedzinę nierówności zauważmy, że wyróżnik trójmianu 8 + 0

jest mniejszy od zera, a ramiona paraboli o równaniu y = 8 + 0 są skierowane do góry. Oznacza to, że 8 + 0 > 0 dla każdego R. Zatem 8 + 0 m + (m + ) + 9m + 4 < 0 m + (m + ) + 9m + 4 < 0. Ponadto jeśli nierówność (4) ma być spełniona dla wszystkich R, to dziedziną równania powinien być zbiór R. Dziedziną nierówności jest zbiór liczb rzeczywistych, dla których m + (m + ) + 9m + 4 0. Rozpatrzymy dwa przypadki: dla m = 0 i dla m 0. o. Jeśli m = 0, to wielomian stopnia drugiego z mianownika ułamka (4) redukuje się do wielomianu stopnia pierwszego: + 4. Wówczas dziedziną nierówności 8 + 0 m + (m + ) + 9m + 4 = 8 + 0 < 0 + 4 jest zbiór R\{ }, zatem na pewno nierówność nie zachodzi dla =, a więc nie każda liczba rzeczywista spełnia tę nierówność. o. Jeśli m 0, to wielomian z mianownika nierówności (4) jest stopnia drugiego, a dla trójmianu m + (m + ) + 9m + 4 jest postaci Mamy dalej ciąg równoważnych warunków: R = 4(8m + m + ). 8 + 0 m + (m + ) + 9m + 4 < 0 R m + (m + ) + 9m + 4 < 0 = 4(8m + m + ) < 0 m < 0. Rozwiążmy układ nierówności: { 4(8m + m + ) < 0 m < 0 4(8m + m + ) < 0 8m + m + > 0. Dla trójmianu 8m + m +, = 4 3 < 0, zatem 8m + m + > 0 dla każdego m R. Układ nierówności jest więc spełniony dla dowolnego m < 0. Podsumowując o i o otrzymamy, że nierówność (4) zachodzi dla każdej liczby rzeczywistej, jeśli parametr m < 0. Przykład 9. Dla jakich wartości parametru m suma odwrotności pierwiastków równania (m 5) + m + 3m + = 0 (5) ma wartość dodatnią? Równanie kwadratowe (5) ma pierwiastki tylko wtedy gdy wyróżnik 0 tzn., że = 4(m 5) 4(m + 3m + ) = 3m + 3 0. Zatem m 3 3. (6)

Korzystając ze wzorów Viéte a wyrazimy sumę odwrotności pierwiastków równania (5) za pomocą parametru m + = + (m 5) = m + 3m +. Rozwiążemy nierówność (m 5) m + 3m + > 0 (7) Oczywiście nierówność ta ma sens tylko dla takich m R, dla których m + 3m + 0, czyli dla m i m. Dalej mamy : (m 5) m + 3m + > 0 (m 5)(m + 3m + ) = (m 5)(m + )(m + ) > 0 m ( ; ) m (5; ). Uwzględniając warunek (6) otrzymamy, że suma odwrotnosci pierwiastków równania (5) jest liczbą dodatnią dla m ( ; ). Zauważmy, że dla m = lub m =, co najmniej jeden z pierwiastków równania (5) jest równy 0, a zatem rozważanie jego odwrotności nie ma sensu. Zadania. Wychodząc od wykresu funkcji h() = i stosując odpowiednie przekształcenia geometryczne naszkicuj wykresy funkcji f() = + +, k() = +.. Narysuj wykresy funkcji f() = 4, g() = +. 3. Rozwiąż równania: a) 3 = 5, b) 6 +3 = +5 +, c) 4 + 4 + =, d) 3 3 +8 4 = +4, e) 5+6 4+3 + 6 = 3+, 4. Rozwiąż równania: a) 6 =, b) + = +, c) =, d) 3 + =. 5. Znajdź punkty przecięcia paraboli y = z hiperbolą y = 6. 6. Dla jakich wartości parametru m suma sześcianów dwóch pierwiastków równania +3+ = 0 jest większa od 9? m m 3 7. Dla jakich wartości parametru m równanie + suma jest mniejsza od m? 8. Rozwiąż nierówności: + = m ma dwa pierwiastki, których

a) + <, b) 3 4 0, c) 3 6 + 6 + < 0, d) 3+ +3+, e) + 45 6 3+, f) + 4 3 >, g) 4 0+ 8 5. 9. Dana jest funkcja f() = +. Rozwiąż nierówność f() > f( ). 0. Rozwiąż nierówności: a) > 0, + 36 4 b) > +, c) 3 4, d) + 3.. Rozwiąż nierówność: ( + ) + ( + )( + ) + ( + )( + 3) +... + ( + 9)( + 0) <.. Określ dziedzinę i naszkicuj wykres funkcji f, jeśli f() = ( ) ( ) 3 + + +... 3. Dla jakich wartości parametru m nierówność m 3 + 4 > jest spełniona tożsamościowo tzn. dla wszystkich R. 4. Zbadaj dla jakich wartości parametru m, układ równań { +y y + y +y = 0 3 + 4my + m + = 0 y, y, ma rozwiązanie? Wyznacz to rozwiązanie. 5. Znajdź współczynniki A, B, C, dla których równość zachodzi dla każdego R \ {0,, 4}. Odpowiedzi 3. a) = 4 lub = ; b) = lub = 4; c) = 3; d) = 3 lub = ; + 3 6 + 8 = A + B + C 4

e) = 4 lub = 4. 4. a) = 5 + ; b) = ; c) = 3 lub = ; d) = 0 lub = ; 5. P = ( (, 3) ) 6. m 8 3 ; 35 3 ; ( ) 7. m 3 ; 0 (; ); 8. a) ( ; 0); b) ( ; ) (; ); c) ( ; ) (; 3); d) ( ; ) ( ; 0]; e) ( ; 6) [7; ]; f) ( ; 3) (; 3) ( + 3; ); g) R; 9. (0; ) (; ); 0. a) ( 5; ) ( ; ) (; 4) (6; ); b) ( ; 0) (0; ); c) ( ; 4] [ ; ] [4; ) d) ( ; 3 6 ] [ + 3 6 ; );. [ ( 0; 0) (; ) ] \ {,, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; ( ). f() = dla ; ; 3. m ( 7; ); 4. Cztery różne pierwiastki, jeśli m m > 0 i m = neq. Pierwiastki te są postaci ( y, y ), (y, y ), ( y, y ), (y, y ), gdzie y = m m m i y = m+ m m. Dwa różne pierwiastki, jeśli m m = 0. Pierwiastki są wtedy postaci (m, m ), (m, m ). Nie ma rozwiązań, jeśli m m < 0; 5. A = 8, B = 3 4, C = 5 8.