Disequazioni Metodi di risoluzione Prof. Vincenzo Calamia Liceo Classico Alcamo Cosa rappresentano sul piano cartesiano le seguenti espressioni? x=o y=o x>o y>o x<o y<o xo yo xo yo 2 x=o Equazione asse y Tutti i punti del piano con ascissa = 0 3 y=o Equazione asse x Tutti i punti del piano con ordinata = 0 4 x>o Semipiano con ascisse positive (esclusi i punti sull’asse y) Tutti i punti del piano con ascissa > 0 5 xo Semipiano con ascisse positive o nulle (compresi i punti sull’asse y) Tutti i punti del piano con ascissa 0 6 y>o Semipiano con ordinate positive Tutti i punti del piano con ordinata > 0 (esclusi i punti sull’asse x) 7 yo Semipiano con ordinate positive o nulle Tutti i punti del piano con ordinata 0 (inclusi i punti sull’asse x) 8 xo Semipiano con ascisse negative o nulle compresi i punti sull’asse y) Tutti i punti del piano con ascissa 0 9 y<o Semipiano con ordinate negative Tutti i punti del piano con ordinata < 0 (esclusi i punti sull’asse x) 10 yo Semipiano con ordinate negative o nulle Tutti i punti del piano con ordinata 0 (compresi i punti sull’asse x) 11 x<o Basta!! Semipiano con ascisse negative (esclusi i punti sull’asse y) Tutti i punti del piano con ascissa < 0 12 yx Semipiano al di sotto della bisettrice del 1° e 2° quadrante (compresi i punti della bisettrice y=x) Tutti i punti del piano con ordinata all’ascissa 13 Soluzione di un equazione 2x + 4 = 0 x²-5x+6 = 0 Un numero (o un’espressione letterale) è soluzione di un’equazione se, sostituito all’incognita x, trasforma l’equazione in una uguaglianza vera. Risolvere un’equazione corrisponde alla risoluzione di un sistema: y = 0 y = 2x+4 y = 0 y = x²-5x+6 14 x²-5x+6=0 (x-2)(x-3)=0 Soluzione di un’equazione Per la legge di annullamento del prodotto y = x²-5x+6 y=0 S=2;3 2x+4=0 y = 2x+4 y=0 y=0 S=-2 15 2x+4>0 Soluzione di una disequazione 2x > -4 4 x> 2 x > -2 S={xR|x > -2} Notare il cerchietto vuoto che indica l’esclusione del punto estremo. y = 2x+4 y>0 (-2; + ) 16 Soluzione di una disequazione 2x-5 0 Notare il cerchietto pieno che indica l’inclusione del punto estremo. 2x 5 5 x 2 S={xR|x 5/2} S: [5/2; + ) y = 2x-5 y0 17 5 2x-5 0 x 2 x-6 < 0 x < 6 Sistemi di disequazioni La fascia evidenzia le porzioni di rette che La soluzione del sistema, se corrispondono contemporaneamente ai è valori esiste, l’insieme dei valori di verità indicati dalle soluzione della x che rende disequazioni del sistema contemporaneamente vere le due disequazioni S={xR | 5 x< 6} 2 oppure [ 25 ; 6 ) 18 5 2x-5 0 x 2 x-6 < 0 x < 6 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 Sistemi di disequazioni 1 2 25 3 4 5 6 7 8 x>5/2 V V essere risolto in F V Il sistema può x<6 modo molto semplice rappresentando sulla linea dei L’area campita in giallo indica la parte comune delle soluzioni numeri reali le due delle due disequazioni ovvero l’insieme deisoluzioni valori della ex che rende le due disequazioni due disuguaglianze considerando l’intersezione F V contemporaneamente vere; la soluzione del sistema è: S={xR | 5 x < 6} 2 oppure [ 25 ; 6 19 ) 5 2x-5 0 x 2 x+1 < 0 x < -1 Sistemi di disequazioni In questo caso le soluzioni delle due disequazioni non hanno sovrapposizioni per cui la loro intersezione è l’insieme vuoto. Il sistema non ha soluzione: è impossibile 20 Disequazioni di grado superiore al primo riconducibili a fattori di primo grado Consideriamo la seguente espressione: E’ costituita da quattro fattori di cui due di secondo grado. F1 ( x 2) (1 x ) 2 x ( x 2) F2 Il fattore F4 è un prodotto notevole scomponibile in (1+x)(1-x) mentre il fattore F3 non è scomponibile; scomponendo F4 l’espressione diventa: Il segno dell’espressione dipende quindi dal prodotto dei segni di cinque fattori F4 2 F3 (x 2) (1 x) (1 x) x (x² 2) F1 F4 F5 F2 F3 21 Consideriamo ora la disequazione: (x 2) (1 x) (1 x) 0 x (x² 2) Per risolverla, cerchiamo in quale intervallo ciascun fattore risulta 0 (oppure>0 se nel testo non c’è l’uguale) n u m e r a t o r e d e n o m i n a t o r e x2 N2 x 2 0 1 x 0 N3 1 x 0 x1 N1 D1 D2 x0 x 2 2 0 x -1 x>0 x Questi fattori non vanno posti =0 perchè si trovano a denominatore 22 Tracciamo un diagramma evidenziando con linea continua gli intervalli dell’insieme dei numeri reali in cui ciascun fattore è positivo e con linea discontinua il resto. In ciascun intervallo determiniamo il prodotto dei segni. -1 0 (x 2) (1 x) (1 x) 0 x (x² 2) Gli estremi (capisaldi) saranno indicati con un cerchietto pieno se inclusi, vuoto se esclusi. 1 2 x N1 x 2 N2 x -1 N3 x 1 D1 x>0 D2 x - + - + - 23 Se la disequazione richiede che l’espressione sia 0, come in questo caso, prendiamo gli intervalli positivi inclusi i capisaldi con pallino pieno. -1 0 (x 2) (1 x) (1 x) 0 x (x² 2) La nostra soluzione è quindi: 1 2 x N1 x 2 N2 x -1 N3 x 1 D1 x>0 D2 x - + S=xR-1x<0 V 1x2 - + - S: [-1;0) [1;2] 24 La disequazione fratta che Abbiamo risolto corrisponde al seguente sistema: (x-2)(1-x²) y= x(x²+2) y 0 (x 2) (1 x2 ) 0 x (x2 2) Proviamo a rappresentare graficamente la relazione y=f(x) e determiniamo la soluzione S=xR-1x<0 V 1x2 25 Se la disequazione richiede che l’espressione sia < 0, prendiamo gli intervalli negativi esclusi gli estremi. -1 0 (x 2) (1 x) (1 x) 0 x (x² 2) In questo caso la soluzione è: 1 2 x N1 x 2 N2 x -1 N3 x 1 D1 x>0 D2 x - + - + - S=xRx<-1 V 0<x<1 V x>2 S: (-;-1) (0;1) (2;+) 26 Disequazioni con moduli Il modulo o valore assoluto di un numero reale x è definito come… |x| = x se x0 -x se x<0 |9| = 9 |-9| = 9 27 Disequazioni con moduli Il modulo o valore assoluto di una espressione è uguale all’argomento se l’argomento è 0, opposto dell’argomento se l’argomento è < 0 |x-5| = x-5 se x-5 0 se x=9: |4| = 4 se x=-4: |-9|= -(-9)=9 28 Disequazioni con moduli La soluzione di una disequazione contenente moduli corrisponde alla soluzione di due sistemi che contemplano i due casi: Si considerano i due sistemi seguenti: x<5 x-5 < 0 -(x-5) < 2 x > 3 x-5 0 x-5 < 2 x5 x<7 S1: 5 x <7 S2: 3< x <5 La soluzione è l’unione delle due: 3<x<7 29 |x-5|<2 y=|x-5|-2 portiamo tutti i termini <0 |x-5|-2<0. al primo membro, la disequazione y diventa Se nella disequazione La disequazione corrisponde al seguente sistema: 3<x<7 3 7 y=|x-5|-2 y <0 y=|x-5|-2 Rappresentiamo la disequazione sul piano La parte della linea che ricade al di sotto cartesiano e cerchiamo di individuare i punti della linea dell’asse x è compresa tra 3 e 7, estremi esclusi che ricadono nel semipiano y<0: 30 Disequazioni con moduli consideriamo i due sistemi: x < 3/2 2x-3 < 0 -(2x-3) 5 -2x 2 2x-3 0 2x-3 5 x 3/2 x4 La soluzione è l’unione delle due soluzioni parziali: Sulla linea dei numeri: - x4 x -1 (-;-1] [4;+) -1 0 | | 4 | + 31 Disequazioni letterali consideriamo la disequazione letterale: Per risolverla, non conoscendo il valore e il segno di a, occorre considerare tutti i casi possibili. Non ci sono regole precise ma si deve operare con il criterio più opportuno, caso per caso a(x-3) 2 ax-3a 2 ax 3a+2 Prima di dividere per a, dobbiamo valutare cosa succede se a=0, a<0 oppure a>0 32 Disequazioni letterali ax 3a+2 se a=0 0x30+2 0+2 Per a=0, la disequazione risulta evidentemente impossibile. Se invece di il verso della disequazione fosse oppure < la disequazione sarebbe verificata per ogni x reale. 33 Disequazioni letterali ax 3a+2 se a>0 se a<0 x 3a+2 a x 3a+2 a Se a<0 ricordiamo che dividendo per un numero negativo la disequazione cambia verso. 34 Disequazioni letterali a=-2 a=-3 a=3 a=2 a=-1 ax3a+2 La disequazione corrisponde al seguente sistema: 3a+2 a<0: x a a=1 3a+2 a>0: x a a=0: impossibile y=ax-3a-2 y 0 Proviamo a rappresentare sul piano cartesiano la retta y=ax-3a-2 al variare di a. 35 Disequazioni letterali consideriamo la disequazione letterale fratta: 0 Possiamo esplicitare la x al denominatore e risolverla come una comune disequazione fratta (x - a) 0 x(x+a) se a=0 Consideriamo i tre casi a=0, oppure a>0 x 0 x² è verificata a<0 x>0 R 36 a=0 x 0 x² Equivale al sistema x y= x² y 0 la soluzione è x>0 R 37 Consideriamo ora il caso in cui a>0 oppure a<0: (x - a) 0 x(x+a) In entrambi i casi, cerchiamo in quale intervallo ciascun fattore risulta 0 n u m e r a t o r e d e n o m i n a t o r e x-a 0 xa D1 x>0 x>0 D2 x+a>0 x > -a N1 Ricordiamo che i fattori a denominatore non vanno posti =0 38 Se a>0 nella linea dei numeri reali è a destra dello zero e –a è a sinistra (x - a) 0 x(x+a) Ricerchiamo con il metodo grafico gli intervalli in cui il prodotto dei fattori è 0: -a a 0 x N1 x a D1 x>0 D2 x>a + Se a>0 la soluzione è S=xR-a<x<0 V xa - + ovvero S: (-a;0) [a;+) 39 Se a<0 nella linea dei numeri reali è a sinistra dello zero e –a è a destra (x - a) 0 x(x+a) Ricerchiamo con il metodo grafico gli intervalli in cui il prodotto dei fattori è 0: a -a 0 x N1 x a D1 x>0 D2 x>a + Se a<0 la soluzione è S=xRax<0 V x>-a - + ovvero S: [a;0) (-a;+) 40 Sintetizziamo le diverse soluzioni (x - a) 0 x(x+a) S=xR x>0 S: (0;+) se a=0 se a>0 S=xR-a<x<0 V xa S: (-a;0)[a;+) se a<0 S=xRax<0 V x>-a S: [a;0)(-a;+) Abbiamo già visto la soluzione grafica per a=0; vediamo ora la soluzione grafica al variare di a0 41 asintoto verticale a = 2>0 _ (x - a) 0 x(x+a) + -2 S=xR-a<x<0 V xa _ + 2 S: (-a;0)[a;+) 42 asintoto verticale a = -3<0 -3 _ (x - a) 0 x(x+a) 3 + _ + S=xRax<0 V x>-a S: [a;0)(-a;+) 43 Fine Fin Fi F Prof. Vincenzo Calamia Liceo Classico 44 Alcamo