علوم وفضاء

متباينة مسافتين موزونتين: كيف نقيد كل فرع؟

منحنى المجموع
رسم محدود؛ التظليل للحل.

متباينة مسافتين موزونتين تحتاج تقسيمًا عند تغير الإشارتين. [1]

الخلاصة السريعة

قاطع كل حل بمجاله، ثم اجمع. [1]

  • مثال مؤلف بلا وحدات: x حقيقي؛ F(x)=2|x+3|+|x−5|، ونحل F(x)≤10. الوزنان 2 و1 للمسافتين عن −3 و5. [1]
  • لـ x<−3: F(x)=−3x−1؛ ينتج x≥−11/3. التقاطع مع مجال الفرع يعطي −11/3≤x<−3. [1]
  • لـ −3≤x≤5: F(x)=x+11؛ ينتج x≤−1، وبالتقاطع −3≤x≤−1. الشرط الجبري لا يكفي. [1]
  • لـ x>5: F(x)=3x+1؛ ينتج x≤3، مناقضًا لمجال الفرع؛ لا حل هنا. [1]
  • اتحاد الحلول: [−11/3,−1]، بنهايتين مشمولتين؛ كلتاهما تعطي 10. للفحص، F(−2)=9 مقبول، و F(0)=11 مرفوض. البرهان بتقسيم الحالات، لا بتجربة نقطتين. [1]
  • من متباينة المثلث |x+3|+|5−x|≥8؛ لذلك F(x)≥8+|x+3|≥8. تتحقق القيمة الدنيا 8 عند x=−3 وحده. لو صار الحد 8 فالحل {−3}؛ ولو صار 7 فلا حل. [2]

حدد الأوزان

مثال مؤلف بلا وحدات: x حقيقي؛ F(x)=2|x+3|+|x−5|، ونحل F(x)≤10. الوزنان 2 و1 للمسافتين عن −3 و5. [1]

حل الفرع الأيسر

لـ x<−3: F(x)=−3x−1؛ ينتج x≥−11/3. التقاطع مع مجال الفرع يعطي −11/3≤x<−3. [1]

حل الفرع الأوسط

لـ −3≤x≤5: F(x)=x+11؛ ينتج x≤−1، وبالتقاطع −3≤x≤−1. الشرط الجبري لا يكفي. [1]

استبعد الفرع الأيمن

لـ x>5: F(x)=3x+1؛ ينتج x≤3، مناقضًا لمجال الفرع؛ لا حل هنا. [1]

خذ اتحاد الفروع

اتحاد الحلول: [−11/3,−1]، بنهايتين مشمولتين؛ كلتاهما تعطي 10. للفحص، F(−2)=9 مقبول، و F(0)=11 مرفوض. البرهان بتقسيم الحالات، لا بتجربة نقطتين. [1]

الفروع
بعد التقاطع.

اختبر الحد الأدنى

من متباينة المثلث |x+3|+|5−x|≥8؛ لذلك F(x)≥8+|x+3|≥8. تتحقق القيمة الدنيا 8 عند x=−3 وحده. لو صار الحد 8 فالحل {−3}؛ ولو صار 7 فلا حل. [2]

نجمع المقدارين x+3 و5−x فنحصل على 8، ثم نطبق متباينة المثلث. إذا x≠−3، فالمسافة الإضافية |x+3| موجبة؛ لذلك F(x)>8. أما عند −3 فنحسب 2×0+8=8. [2]

المراجع

  1. تعريف مجزأ
  2. متباينة المثلث

متباينات القيمة المطلقة

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.