Naudinga
Nelygybės su moduliu
1) Turime nelygybę |f(x)| ≤ g(x) (g(x) ≥ |f(x)|). Kad išspręstume ją sudarysime nelygybių sistemą, kurią sudarys šios dvi nelygybės: f(x) ≤ g(x) ir f(x) ≥ -g(x) .
Išspendę šias nelygybes išrenkame tik bendrus sprendinius. Jie ir bus pradinės nelygybės sprendiniai. (1 pav.)
2) Turime nelygybę pavidalo |f(x)| ≥ g(x). Ji bus ekvivalenti nelygybių visumai, t. y. spręsime dvi nelygybes: f(x) ≥ g(x) ir f(x) ≤ -g(x). Imame visus sprendinius gautus išsprendus šias dvi nelygybes, tai ir bus pradinės lygties atsakymas. Kodėl imame nelygybių visumą, o ne sistemą? Todėl, kad šios nelygybės f(x) ≥ g(x) ir f(x) ≤ -g(x) niekada neturės bendrų sprendinių. Taigi, jei imsime sistemą, visada gausime tuščią sprendinių aibę. (2 pav.)
3) Turime nelygybę |f(x)| ≤ |g(x)|. Šios nelygybės sprendinius gausime paprasčiausiai išsprendus tokią nelygybę: (f(x) g(x))(f(x) +g(x)) ≤ 0. Iš kur šią nelygybę gauname? Kadangi abiejose nelygybės |f(x)| ≤ |g(x)| pusėse yra moduliai, o jie visada yra teigiami, galime abi nelygybės puses kelti kvadratu. O iš modulių savybių žinome, kad modulio kvadratas yra lygus pačios funkcijos kvadratui jau be modulio ženklo (patogumo dėlei praleisiu x ir užrašas f^2 reikš, kad funkciją f(x) kelsime kvadratu). Taigi turime lygtį :
f^2 ≤ g^2. Tuomet perkeliame reiškinį g^2 į kairę pusę, t. y. f^2 - g^2 ≤ 0. o tai reiškia, kad kairėje pusėje turime kvadratų skirtumą, kurį išskleidžiame pagal kvadratų skirtumo formulę. Taigi ir gauname nelygybę
(f(x) g(x))(f(x) +g(x)) ≤ 0, kurią naudojame lygties
|f(x)| ≤ |g(x)| sprendimui. (3 pav.)
4) |f(x)| + |g(x)| > h(x). Šią nelygybę sprendžiame intervalų metodu. Pirmiausiai turime išrinkti taškus, kuriuose moduliai yra lygus 0, t. y. f(x) = 0 ir g(x) = 0. Tarkime tie taškai yra lygūs a ir b. Tarsime, kad a < b. Taigi sudarinėsime visumą, kurią sudarys trys sistemos: a) Imame pirmąjį intervalą -∞ < x ≤ a. Išsirenkame bet kokią reikšmę c, kuri priklauso šiam intervalui. Tuomet į pradinę nelygybę vietoj |f(x)| įrašome f(x), jei
f(c) ≥ 0, arba f(x), jei f(c) < 0. Tą patį darome ir su |g(x)|, t. y. vietoj |g(x)| į pradinę nelygybę įrašome g(x), jei g(c) ≥ 0, arba g(x), jei g(c) < 0.
b) Antras intervalas a < x ≤ b. Vėl analogiškai, imame reikšmę priklausančią intervalui, ir sudarinėjame kitą nelygybę tokiu pat būdu kaip ir pirmoje dalyje.
c) Paskutinis intervalas b < x < ∞. Viską atliekame analogiškai. Išsprendžiame šias tris sudarytas nelygybes. Gautos reikšmės ir bus galutinis atsakymas. (4 pav.)
Išspendę šias nelygybes išrenkame tik bendrus sprendinius. Jie ir bus pradinės nelygybės sprendiniai. (1 pav.)
2) Turime nelygybę pavidalo |f(x)| ≥ g(x). Ji bus ekvivalenti nelygybių visumai, t. y. spręsime dvi nelygybes: f(x) ≥ g(x) ir f(x) ≤ -g(x). Imame visus sprendinius gautus išsprendus šias dvi nelygybes, tai ir bus pradinės lygties atsakymas. Kodėl imame nelygybių visumą, o ne sistemą? Todėl, kad šios nelygybės f(x) ≥ g(x) ir f(x) ≤ -g(x) niekada neturės bendrų sprendinių. Taigi, jei imsime sistemą, visada gausime tuščią sprendinių aibę. (2 pav.)
3) Turime nelygybę |f(x)| ≤ |g(x)|. Šios nelygybės sprendinius gausime paprasčiausiai išsprendus tokią nelygybę: (f(x) g(x))(f(x) +g(x)) ≤ 0. Iš kur šią nelygybę gauname? Kadangi abiejose nelygybės |f(x)| ≤ |g(x)| pusėse yra moduliai, o jie visada yra teigiami, galime abi nelygybės puses kelti kvadratu. O iš modulių savybių žinome, kad modulio kvadratas yra lygus pačios funkcijos kvadratui jau be modulio ženklo (patogumo dėlei praleisiu x ir užrašas f^2 reikš, kad funkciją f(x) kelsime kvadratu). Taigi turime lygtį :
f^2 ≤ g^2. Tuomet perkeliame reiškinį g^2 į kairę pusę, t. y. f^2 - g^2 ≤ 0. o tai reiškia, kad kairėje pusėje turime kvadratų skirtumą, kurį išskleidžiame pagal kvadratų skirtumo formulę. Taigi ir gauname nelygybę
(f(x) g(x))(f(x) +g(x)) ≤ 0, kurią naudojame lygties
|f(x)| ≤ |g(x)| sprendimui. (3 pav.)
4) |f(x)| + |g(x)| > h(x). Šią nelygybę sprendžiame intervalų metodu. Pirmiausiai turime išrinkti taškus, kuriuose moduliai yra lygus 0, t. y. f(x) = 0 ir g(x) = 0. Tarkime tie taškai yra lygūs a ir b. Tarsime, kad a < b. Taigi sudarinėsime visumą, kurią sudarys trys sistemos: a) Imame pirmąjį intervalą -∞ < x ≤ a. Išsirenkame bet kokią reikšmę c, kuri priklauso šiam intervalui. Tuomet į pradinę nelygybę vietoj |f(x)| įrašome f(x), jei
f(c) ≥ 0, arba f(x), jei f(c) < 0. Tą patį darome ir su |g(x)|, t. y. vietoj |g(x)| į pradinę nelygybę įrašome g(x), jei g(c) ≥ 0, arba g(x), jei g(c) < 0.
b) Antras intervalas a < x ≤ b. Vėl analogiškai, imame reikšmę priklausančią intervalui, ir sudarinėjame kitą nelygybę tokiu pat būdu kaip ir pirmoje dalyje.
c) Paskutinis intervalas b < x < ∞. Viską atliekame analogiškai. Išsprendžiame šias tris sudarytas nelygybes. Gautos reikšmės ir bus galutinis atsakymas. (4 pav.)
.
2008.04.12



