Przejdź do treści
Równania i nierówności

Jak rozwiązać nierówność kwadratową krok po kroku - metoda paraboli z przykładami

Nierówności kwadratowe krok po kroku metodą paraboli. 7 rozwiązanych przykładów, wszystkie typy (większe, mniejsze, równe), delta ujemna, zerowa i dodatnia, typowe pułapki.

·5 min czytania

Nierówność kwadratowa to druga po równaniu kwadratowym najczęstsza "technika" z algebry na maturze. Zawsze jest w zadaniach zamkniętych, a często w zadaniach otwartych. Jeśli umiesz rozwiązać równanie kwadratowe z deltą, to do nierówności brakuje Ci tylko jednego kroku: interpretacji znaku trójmianu. I właśnie ten krok jest najbardziej zdradliwy - pomyłka z nawiasem albo ze znakiem kosztuje pełen punkt.

Co to jest nierówność kwadratowa

Nierówność kwadratowa to każda nierówność postaci:
ax2+bx+c>0,ax2+bx+c0,ax2+bx+c<0,ax2+bx+c0ax^2 + bx + c > 0, \quad ax^2 + bx + c \geq 0, \quad ax^2 + bx + c < 0, \quad ax^2 + bx + c \leq 0

gdzie a0a \ne 0. Rozwiązujemy tak samo, niezależnie od znaku - tylko w ostatnim kroku patrzymy, czego szukamy.

Metoda paraboli (jedyna, której potrzebujesz)

Schemat w 5 krokach:

  1. 1.Sprowadź do postaci standardowej - na jednej stronie trójmian, na drugiej zero.
  2. 2.Oblicz deltę Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac.
  3. 3.Znajdź miejsca zerowe (o ile Δ0\Delta \geq 0).
  4. 4.Narysuj szkic paraboli - ramiona w górę gdy a>0a > 0, w dół gdy a<0a < 0. Zaznacz miejsca zerowe na osi OX.
  5. 5.Odczytaj rozwiązanie - zaznacz odpowiednie fragmenty paraboli (nad osią dla >0> 0, pod osią dla <0< 0).

Mnemonika: "parabola się uśmiecha albo smuci"

  • a>0a > 0 - parabola się uśmiecha (U), nad osią = "po krańcach".
  • a<0a < 0 - parabola się smuci (n), nad osią = "między miejscami zerowymi".

Przykład 1: Nierówność z deltą dodatnią, a>0a > 0

0/3

Zadanie. Rozwiąż nierówność x25x+6>0x^2 - 5x + 6 > 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie.

Krok 1. Postać standardowa - już jest.

Krok 2. Δ=2524=1\Delta = 25 - 24 = 1, Δ=1\sqrt{\Delta} = 1.

Krok 3. Miejsca zerowe:
x1=512=2,x2=5+12=3x_1 = \frac{5 - 1}{2} = 2, \quad x_2 = \frac{5 + 1}{2} = 3

Krok 4. Parabola "uśmiech" (a=1>0a = 1 > 0), miejsca zerowe w 2 i 3.

Krok 5. Szukamy >0> 0 - to znaczy gdzie parabola jest NAD osią OX. Parabola "uśmiech" jest nad osią po krańcach, więc:
x(,2)(3,+)x \in (-\infty, 2) \cup (3, +\infty)
Odpowiedź:

x(,2)(3,+)x \in (-\infty, 2) \cup (3, +\infty).

Zwróć uwagę na okrągłe nawiasy - bo mamy ostrą nierówność (>>), miejsca zerowe są wyłączone.

Przykład 2: Delta dodatnia, a>0a > 0, nierówność "mniejsze niż"

0/3

Zadanie. Rozwiąż x25x+60x^2 - 5x + 6 \leq 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie. Delta i miejsca zerowe jak wcześniej (x1=2,x2=3x_1 = 2, x_2 = 3).

Parabola "uśmiech", szukamy 0\leq 0 - czyli gdzie jest POD lub NA osi. Parabola jest pod osią między miejscami zerowymi.

x2,3x \in \langle 2, 3 \rangle
Odpowiedź:

x2,3x \in \langle 2, 3 \rangle.

Przykład 3: Delta dodatnia, a<0a < 0

0/3

Zadanie. Rozwiąż x2+4x+5>0-x^2 + 4x + 5 > 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie.

Krok 1. a=1<0a = -1 < 0.

Krok 2. Δ=164(1)5=16+20=36\Delta = 16 - 4 \cdot (-1) \cdot 5 = 16 + 20 = 36, Δ=6\sqrt{\Delta} = 6.

Krok 3. Miejsca zerowe:
x1=462=5,x2=4+62=1x_1 = \frac{-4 - 6}{-2} = 5, \quad x_2 = \frac{-4 + 6}{-2} = -1

Czyli miejsca zerowe: 1-1 i 55.

Krok 4. Parabola "smutek" (a<0a < 0), miejsca zerowe w 1-1 i 55.

Krok 5. Szukamy >0> 0 - gdzie parabola nad osią. Parabola "smutek" jest nad osią MIĘDZY miejscami zerowymi:
x(1,5)x \in (-1, 5)
Odpowiedź:

x(1,5)x \in (-1, 5).

Kluczowa zasada przy a<0a < 0

Zawsze możesz pomnożyć obie strony nierówności przez 1-1 (odwracając znak nierówności), żeby uzyskać a>0a > 0. W przykładzie 3:
x2+4x+5>0    x24x5<0-x^2 + 4x + 5 > 0 \iff x^2 - 4x - 5 < 0

Dalej już tak samo - tylko że teraz szukasz <0< 0. Matematycznie równoważne, ale dla wielu uczniów łatwiejsze.

Przykład 4: Delta równa zero

0/4

Zadanie. Rozwiąż x26x+9>0x^2 - 6x + 9 > 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie.

Krok 1. Δ=3636=0\Delta = 36 - 36 = 0.

Krok 2. Jedno miejsce zerowe: x0=62=3x_0 = \frac{6}{2} = 3.

Krok 3. Parabola "uśmiech" dotyka osi OX w punkcie x=3x = 3. W tym punkcie wartość wynosi 0, wszędzie indziej jest dodatnia.

Krok 4. Szukamy >0> 0, czyli ściśle dodatnie. Wykluczamy miejsce zerowe:
xR{3}x \in \mathbb{R} \setminus \{3\}
Odpowiedź:

xR{3}x \in \mathbb{R} \setminus \{3\} (wszystkie liczby rzeczywiste oprócz 3).

Przykład 5: Delta zero, nierówność słaba

0/4

Zadanie. Rozwiąż x26x+90x^2 - 6x + 9 \geq 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie. Parabola "uśmiech" ma jedno miejsce zerowe w 3, dotyka osi, nigdzie nie idzie pod oś.

Szukamy 0\geq 0 - czyli wszystkie xx, bo parabola jest wszędzie 0\geq 0.

xRx \in \mathbb{R}
Odpowiedź:

xRx \in \mathbb{R}.

Przykład 6: Delta zero, \leq

0/4

Zadanie. Rozwiąż x26x+90x^2 - 6x + 9 \leq 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie. Parabola "uśmiech", miejsce zerowe w 3. Parabola NIE schodzi pod oś, tylko dotyka osi w jednym punkcie.

Szukamy 0\leq 0 - to prawda tylko w samym miejscu zerowym.

x=3x = 3 (jedyne rozwiązanie)
Odpowiedź:

x=3x = 3.

Przykład 7: Delta ujemna

0/4

Zadanie. Rozwiąż x2+2x+5>0x^2 + 2x + 5 > 0.

Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie.

Krok 1. Δ=420=16<0\Delta = 4 - 20 = -16 < 0. Brak miejsc zerowych.

Krok 2. Parabola "uśmiech" (a>0a > 0) bez miejsc zerowych - leży całkowicie NAD osią OX.

Krok 3. Szukamy >0> 0 - wszędzie prawda.

xRx \in \mathbb{R}
Odpowiedź:

xRx \in \mathbb{R}.

Podsumowanie przypadków dla a>0a > 0

ZnakΔ>0\Delta > 0Δ=0\Delta = 0Δ<0\Delta < 0
f(x)>0f(x) > 0(,x1)(x2,+)(-\infty, x_1) \cup (x_2, +\infty)R{x0}\mathbb{R} \setminus \{x_0\}R\mathbb{R}
f(x)0f(x) \geq 0(,x1x2,+)(-\infty, x_1\rangle \cup \langle x_2, +\infty)R\mathbb{R}R\mathbb{R}
f(x)<0f(x) < 0(x1,x2)(x_1, x_2)\emptyset\emptyset
f(x)0f(x) \leq 0x1,x2\langle x_1, x_2 \rangle{x0}\{x_0\}\emptyset

Dla a<0a < 0 odwróć wszystkie znaki lub pomnóż nierówność przez 1-1.

Nawiasy: kiedy okrągły, kiedy kwadratowy

Nawias okrągły (( - miejsce zerowe WYKLUCZONE. Używasz przy nierówności ostrej (<,><, >).

Nawias kwadratowy \langle - miejsce zerowe WŁĄCZONE. Używasz przy nierówności słabej (,\leq, \geq).

Nieskończoność zawsze ma nawias okrągły - (,...)(-\infty, ...) nie ,...)\langle-\infty, ...).

To jest jedna z najczęstszych przyczyn straty 0.5 punktu na maturze. Sprawdzaj dwa razy.

Zapis zbioru rozwiązań

Są dwa popularne sposoby:

  • W przedziałach: x(,2)(3,+)x \in (-\infty, 2) \cup (3, +\infty).
  • Nierównościami: x<2x>3x < 2 \lor x > 3.

Oba są poprawne na maturze. Wybierz jeden i trzymaj się go - nie mieszaj.

Typowe pułapki

  1. 1.Złe nawiasy - ostra nierówność = okrągłe, słaba = kwadratowe. Co roku się na tym łapie kilkadziesiąt tysięcy osób.
  2. 2.Zapomnienie o a<0a < 0 - parabola jest wtedy odwrócona. Zawsze sprawdź znak aa.
  3. 3.Delta ujemna i "brak rozwiązania" - pamiętaj, że nie oznacza to automatycznie braku rozwiązań nierówności. Dla a>0a > 0 i f(x)>0f(x) > 0 rozwiązaniem jest R\mathbb{R}!
  4. 4.Niezredukowanie do postaci standardowej - jeśli nierówność jest 3x2>2x+53x^2 > 2x + 5, najpierw przenieś wszystko na lewą stronę: 3x22x5>03x^2 - 2x - 5 > 0.
  5. 5.Przypisanie miejsc zerowych w złej kolejności - zawsze x1<x2x_1 < x_2, bo od tego zależy poprawność przedziałów.

Zadania z zadaniem

Często nierówności kwadratowe pojawiają się w środku większego zadania, np.:

  • "Dla jakich mm funkcja ma dwa różne miejsca zerowe?" → Δ>0\Delta > 0.
  • "Dla jakich mm funkcja nie ma miejsc zerowych?" → Δ<0\Delta < 0.
  • Dziedzina funkcji z pierwiastkiem: f(x)\sqrt{f(x)} wymaga f(x)0f(x) \geq 0.

W każdym takim przypadku układasz nierówność kwadratową z parametrem i rozwiązujesz.

Co musisz umieć na maturę

  • [x] Rozpoznać, że to nierówność kwadratowa (doprowadzić do postaci standardowej).
  • [x] Policzyć deltę i miejsca zerowe.
  • [x] Narysować szkic paraboli (ramiona w górę / w dół).
  • [x] Odczytać zbiór rozwiązań dla każdego typu nierówności (>,,<,>, \geq, <, \leq).
  • [x] Odróżnić nawiasy okrągłe od kwadratowych.
  • [x] Obsłużyć przypadek Δ=0\Delta = 0 i Δ<0\Delta < 0.
  • [x] Zapisać odpowiedź w przedziałach lub nierównościach.

Powiązane tematy

Ćwicz na zadaniach w dziale równania i nierówności - setki zadań CKE z pełnymi rozwiązaniami.

Następny krok Losuj kolejne zadanie

Kategoria: Równania i nierówności

Zobacz wszystkie

Przestań szukać, zacznij ćwiczyć

Masz tu wszystko czego potrzebujesz do matury. Prawdziwe zadania CKE z rozwiązaniami krok po kroku, filmy i śledzenie postępu.

2376

zadań CKE

2000+

rozwiązań

1537

filmów

Ćwicz w aplikacji Sprawna Matura

Te same zadania CKE z rozwiązaniami, brudnopis i kalkulator, także offline.

Pobierz z App StorePobierz z Google Play