Обратная функция. Построение множеств на плоскости.: Часть 3

Математика, 9 класс

\underline{Задача.} Найти множество точек на плоскости, удовлетворяющих неравенству \left| y-x \right| \leqslant 3. \underline{Решение.} После раскрытия модуля получаем \left[ \begin{array}{lll} \left...

\underline{Задача.}

Найти множество точек на плоскости, удовлетворяющих неравенству

\left| y-x \right| \leqslant 3.

\underline{Решение.}

После раскрытия модуля получаем

\left[

\begin{array}{lll}

\left\{

\begin{array}{lll}

y-x \geqslant 0,\\

y-x \leqslant 3,

\end{array}\right. \\

\left\{

\begin{array}{lll}

y-x<0,\\

-y+x \leqslant 3,

\end{array}\right.

\end{array}\right. \left[

\begin{array}{lll}

\left\{

\begin{array}{lll}

y\geqslant x,\\

y\leqslant 3+x,

\end{array}\right.\\

\left\{

\begin{array}{lll}

y\leqslant x,\\

y\geqslant x-3.

\end{array}\right.

\end{array}\right. Оба множества имеют общую границу y=x . Границы множеств y=3+x и y=x-3 входят в решение, так как неравенства нестрогие.

image.png Иллюстрация к решению

Данную задачу можно решить другим способом. Еще до раскрытия модуля построим границу:

\left| y-x \right| = 3.

Возведем в квадрат:

\left( y-x \right) ^2 = 9,

\left( y-x \right)^2 - 9 = 0,

\left( y-x-3 \right) \left( y-x+3 \right) = 0.

Отсюда получаем выражения для границ -- y=x+3 и y=x-3 , делящих плоскость на три области. Чтобы определить, какая из областей удовлетворяет неравенству, можно рассмотреть точки из каждой области и напрямую проверить, удовлетворяют ли они неравенству.

\underline{Задача.}

Определить множество точек на плоскости, удовлетворяющих неравенству

x^2+y^2-2x+4y \leqslant -1.

\underline{Решение.}

Выделим полные квадраты:

x^2-2x+1-1+y^2+4y+4-4 \leqslant -1,

\left( x-1 \right)^2 + \left( y+2 \right)^2 \leqslant 4.

Граница этого множества удовлетворяет уравнению окружности с центром в точке (1;-2) и радиусом 2 :

\left( x-1 \right)^2 + \left( y+2 \right)^2 = 4.

Эта окружность делит плоскость на две части -- внутри и вне окружности. Рассмотрим точку (-1;2) (центр окружности). После подстановки этой точки в исходное неравенство получаем 0\leqslant 4 . Неравенство очевидным образом выполняется. Значит, точки, удовлетворяющие исходному неравенству, лежат внутри окружности (включая границу).

image.png Иллюстрация к решению

Открыть урок на ВОЛНА