16 статей
Пусть на некоторых числовых множествах заданы соответственно функции .
Отношения вида , , называют неравенствами и уравнением с одной переменной.
Если функции - алгебраические, то неравенства и уравнения называются алгебраическими.
Областью допустимых значений (ОДЗ) неравенства или уравнения называют множество всех значений переменной , при которых одновременно определены обе части неравенства или уравнения, т. е. пересечение множеств .
Рассмотрим неравенство . Левая часть определена при , а правая при . Поэтому областью определения этого неравенства является множество .
Решить неравенство (уравнение) – это значит найти все числа , после подстановки которых, вместо получается верное числовое неравенство (равенство), или доказать, что неравенство (уравнение) не имеет решений. Ясно, что число является решением только тогда, когдa принадлежит ОДЗ.
При решении неравенств и уравнений фундаментальное значение имеет понятие равносильности, и в нашем задании это будет играть большую роль.
Два неравенства
и (1)
или два уравнения
и (2)
называются равносильными на множестве , если каждое решение первого неравенства (уравнения), принадлежащее множеству , является решением второго, и, наоборот, каждое решение второго, принадлежащее , является решением первого; или ни одно из неравенств (уравнений) на не имеет решений, т. е. множества решений этих неравенств (уравнений) совпадают.
Отсюда следует, что вместо того, чтобы решать данное неравенство (уравнение), можно решать любое другое, равносильное данному. Замену одного неравенства (уравнения) другим, равносильным данному на , называют равносильным переходом на . Равносильный переход обозначают двойной стрелкой .
; а неравенства и не равносильны, т. к., если , то первое неравенство не имеет решений, а второе имеет, например,
Важно понимать, что для доказательства неравносильности двух неравенств (уравнений) нет необходимости решать каждое из неравенств (уравнений), а затем убеждаться в том, что множества их решений не совпадают – достаточно указать одно решение одного из неравенств (уравнений), которое не является решением другого неравенства (уравнения).
Равносильны ли уравнения и ?
Нет, не равносильны, т. к. решение второго уравнения не является решением первого.
Равносильны ли уравнения и ?
Да, равносильны, т. к. ни одно из них не имеет решения.
Приведём несколько примеров операций, приводящих к равносильным уравнениям или неравенствам.
1. Если функции определены на множестве , то на
а) .
б) .
2. Если на , то на
,
т. е. при умножении неравенства на положительную функцию знак неравенства не меняется
3. Если на , то на
.
4. Если на , то на
,
т. е. при умножении неравенства на отрицательную функцию знак неравенства меняется на противоположный.
5. Если на , то на
а) ,
т. е. если обе части неравенства неотрицательны, то возведение в квадрат обеих частей приводит к равносильному неравенству.
Если обе части неравенства неположительны, то умножим обе части на , придём к неравенству противоположного знака, но с неотрицательными частями, и теперь можно пользоваться свойством .
Если левая и правая части неравенства имеют разные знаки, то возведение в квадрат может привести как к равносильному неравенству, так и к неравносильному: `-4<5` и `16<25`; `-7<5`, но `49>25`, поэтому в этом случае нельзя возводить неравенство в квадрат.
б) .
6. Для любых и на и любого натурального
.