3483.

215.j

TEKST ZADATKA

Naći sve realne brojeve x x takve da važi: x12. ||x| - 1| \leqslant 2 .


REŠENJE ZADATKA

Kada rešavamo nejednačine sa apsolutnim vrednostima, prvo definišemo izraze pod apsolutnom vrednošću. Počinjemo sa unutrašnjom apsolutnom vrednošću x. |x| .

x={x,za x0x,za x<0|x| = \begin{cases} x, & \text{za } x \ge 0 \\ -x, & \text{za } x < 0 \end{cases}

Zatim definišemo i spoljašnju apsolutnu vrednost x1. ||x| - 1| .

x1={x1,za x10(x1),za x1<0||x| - 1| = \begin{cases} |x| - 1, & \text{za } |x| - 1 \ge 0 \\ -(|x| - 1), & \text{za } |x| - 1 < 0 \end{cases}

Rešavamo zadatak razdvajanjem na slučajeve na osnovu definicije unutrašnje apsolutne vrednosti. Prvi glavni slučaj je kada je x0. x \ge 0 .

x0    x=xx \ge 0 \implies |x| = x

Zamenjujemo x |x| sa x x u početnoj nejednačini.

x12|x - 1| \leqslant 2

Definišemo novu apsolutnu vrednost koja se pojavila u prvom slučaju.

x1={x1,za x10(x1),za x1<0|x - 1| = \begin{cases} x - 1, & \text{za } x - 1 \ge 0 \\ -(x - 1), & \text{za } x - 1 < 0 \end{cases}

Podslučaj 1.1: Kada je izraz pod apsolutnom vrednošću nenegativan.

x10    x1x - 1 \ge 0 \implies x \ge 1

U ovom podslučaju, apsolutna vrednost se oslobađa bez promene znaka, pa nejednačina postaje:

x12    x3x - 1 \leqslant 2 \implies x \leqslant 3

Rešenje podslučaja 1.1 je presek uslova podslučaja (x1 x \ge 1 ) i dobijenog rešenja (x3 x \leqslant 3 ).

x[1,3]x \in [1, 3]

Podslučaj 1.2: Kada je izraz pod apsolutnom vrednošću negativan.

x1<0    x<1x - 1 < 0 \implies x < 1

U ovom podslučaju, apsolutna vrednost se oslobađa sa promenjenim znakom:

(x1)2    x+12    x1    x1-(x - 1) \leqslant 2 \implies -x + 1 \leqslant 2 \implies -x \leqslant 1 \implies x \ge -1

Rešenje podslučaja 1.2 je presek uslova prvog glavnog slučaja (x0 x \ge 0 ), uslova podslučaja 1.2 (x<1 x < 1 ) i dobijenog rešenja (x1 x \ge -1 ).

x[0,1)x \in [0, 1)

Ukupno rešenje za prvi glavni slučaj (x0 x \ge 0 ) je unija rešenja podslučajeva 1.1 i 1.2.

x[0,1)[1,3]    x[0,3]x \in [0, 1) \cup [1, 3] \implies x \in [0, 3]

Sada prelazimo na drugi glavni slučaj, kada je x<0. x < 0 .

x<0    x=xx < 0 \implies |x| = -x

Zamenjujemo x |x| sa x -x u početnoj nejednačini. Koristimo osobinu da je A=A. |-A| = |A| .

x12    x+12|-x - 1| \leqslant 2 \implies |x + 1| \leqslant 2

Definišemo novu apsolutnu vrednost koja se pojavila u drugom slučaju.

x+1={x+1,za x+10(x+1),za x+1<0|x + 1| = \begin{cases} x + 1, & \text{za } x + 1 \ge 0 \\ -(x + 1), & \text{za } x + 1 < 0 \end{cases}

Podslučaj 2.1: Kada je izraz pod apsolutnom vrednošću nenegativan.

x+10    x1x + 1 \ge 0 \implies x \ge -1

U ovom podslučaju, nejednačina postaje:

x+12    x1x + 1 \leqslant 2 \implies x \leqslant 1

Rešenje podslučaja 2.1 je presek uslova drugog glavnog slučaja (x<0 x < 0 ), uslova podslučaja 2.1 (x1 x \ge -1 ) i dobijenog rešenja (x1 x \leqslant 1 ).

x[1,0)x \in [-1, 0)

Podslučaj 2.2: Kada je izraz pod apsolutnom vrednošću negativan.

x+1<0    x<1x + 1 < 0 \implies x < -1

U ovom podslučaju, nejednačina postaje:

(x+1)2    x12    x3    x3-(x + 1) \leqslant 2 \implies -x - 1 \leqslant 2 \implies -x \leqslant 3 \implies x \ge -3

Rešenje podslučaja 2.2 je presek uslova drugog glavnog slučaja (x<0 x < 0 ), uslova podslučaja 2.2 (x<1 x < -1 ) i dobijenog rešenja (x3 x \ge -3 ).

x[3,1)x \in [-3, -1)

Ukupno rešenje za drugi glavni slučaj (x<0 x < 0 ) je unija rešenja podslučajeva 2.1 i 2.2.

x[3,1)[1,0)    x[3,0)x \in [-3, -1) \cup [-1, 0) \implies x \in [-3, 0)

Konačno rešenje zadatka je unija rešenja prvog i drugog glavnog slučaja.

x[3,0)[0,3]    x[3,3]x \in [-3, 0) \cup [0, 3] \implies x \in [-3, 3]