אי-שוויונות ריבועיים

30%
📖שיעור
45 דקות

אי-שוויונות ריבועיים

בשיעור זה נלמד לפתור אי-שוויונות ריבועיים בעזרת פירוק לגורמים, ניתוח סימנים וגרף הפרבולה

אי-שוויונות ריבועיים

מבוא

מה נלמד היום?

  • מהו אי-שוויון ריבועי ומה ההבדל בינו למשוואה ריבועית
  • כיצד לפתור אי-שוויון ריבועי בעזרת פירוק לגורמים
  • כיצד לנתח סימנים של ביטוי ריבועי בעזרת גרף הפרבולה
  • כיצד לרשום את קבוצת הפתרון בסימון קטע/קרן
  • מה קורה כשאין שורשים ממשיים או כשיש שורש כפול

הרעיון המרכזי

הרעיון המרכזי

אי-שוויון ריבועי הוא אי-שוויון מהצורה ax2+bx+c>0ax^2 + bx + c > 0 (או <,,<, \geq, \leq).

שיטת הפתרון:

  1. פרקו את הביטוי הריבועי (או מצאו שורשים בנוסחה)
  2. שרטטו את הפרבולה (סכמטית) — היא חותכת את ציר xx בשורשים
  3. קבעו היכן הפרבולה מעל ציר xx (חיובית) או מתחתיו (שלילית)

כלל הזהב: אם הפרבולה פונה כלפי מעלה (a>0a > 0):

  • הביטוי חיובי מחוץ לשורשים
  • הביטוי שלילי בין השורשים

דוגמה 1: אי-שוויון מסוג "גדול מאפס"

פתרו: x24>0x^2 - 4 > 0

השורשים: x=2,x=2x = -2, x = 2

הפרבולה פונה כלפי מעלה → חיובית מחוץ לשורשים.

קבוצת הפתרון: x<2x < -2 או x>2x > 2

1

שלב 1 — פירוק לגורמים

נפרק כהפרש ריבועים: x24=(x2)(x+2)x^2 - 4 = (x-2)(x+2)

דוגמה 2: אי-שוויון מסוג "קטן-שווה מאפס"

פתרו: x25x+60x^2 - 5x + 6 \leq 0

הפרבולה פונה מעלה → שלילית בין השורשים.

שימו לב: הסימן \leq כולל גם את הנקודות שבהן הביטוי שווה לאפס (כלומר, את השורשים עצמם).

קבוצת הפתרון: 2x32 \leq x \leq 3

1

שלב 1 — פירוק

x25x+6=(x2)(x3)x^2 - 5x + 6 = (x-2)(x-3)

בדיקה מהירה

בדיקה מהירה

מהו קבוצת הפתרון של אי-השוויון x24>0x^2 - 4 > 0?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

בדיקה מהירה

מהו קבוצת הפתרון של אי-השוויון x25x+60x^2 - 5x + 6 \leq 0?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


דוגמה 3: מקדם שלילי של x2x^2

פתרו: x2+3x2>0-x^2 + 3x - 2 > 0

חשוב: כשכופלים אי-שוויון ב-(1)(-1), מהפכים את הכיוון!

(x-1)(x-2) < 0

הפרבולה פונה מעלה → שלילית בין השורשים.

קבוצת הפתרון: 1<x<21 < x < 2

1

שלב 1 — כפל ב-(1)(-1)

נכפיל את שני האגפים ב-(1)(-1) ונהפוך את כיוון אי-השוויון: x23x+2<0x^2 - 3x + 2 < 0

דוגמה 4: חילוק במקדם חיובי

פתרו: 3x212x+903x^2 - 12x + 9 \leq 0

קבוצת הפתרון: 1x31 \leq x \leq 3

1

שלב 1 — חילוק ב-3

נחלק ב-33 (חיובי, אז הכיוון לא משתנה): x24x+30x^2 - 4x + 3 \leq 0

בדיקה מהירה

בדיקה מהירה

פתרו: x2<16x^2 < 16

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


דוגמה 5: מ-x2<cx^2 < c לקטע

פתרו: x2<16x^2 < 16

קבוצת הפתרון: 4<x<4-4 < x < 4

טיפ: x2<cx^2 < c (כאשר c>0c > 0) שקול ל-c<x<c-\sqrt{c} < x < \sqrt{c}

1

שלב 1 — העברת אגפים

x216<0x^2 - 16 < 0

דוגמה 6: ריבוע שלם — שורש כפול

פתרו: x2+4x+40x^2 + 4x + 4 \leq 0

ריבוע תמיד 0\geq 0. הוא שווה לאפס רק ב-x=2x = -2.

קבוצת הפתרון: {2}\{-2\} (נקודה בודדת!)

1

שלב 1 — זיהוי ריבוע שלם

x2+4x+4=(x+2)2x^2 + 4x + 4 = (x+2)^2

דוגמה 7: אין שורשים — Δ<0\Delta < 0

פתרו: x2+1>0x^2 + 1 > 0

x20x^2 \geq 0 לכל xx, ולכן x2+11>0x^2 + 1 \geq 1 > 0.

קבוצת הפתרון: כל xx ממשי — R\mathbb{R}

1

שלב 1 — דיסקרימיננטה

Δ=04=4<0\Delta = 0 - 4 = -4 < 0. אין שורשים ממשיים.

בדיקה מהירה

בדיקה מהירה

אי-השוויון x2+1>0x^2 + 1 > 0 מתקיים עבור:

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

בדיקה מהירה

אי-השוויון x2+4x+40x^2 + 4x + 4 \leq 0 מתקיים עבור:

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


דוגמה 8: דיסקרימיננטה שלילית ומקדם שלילי

פתרו: x2+2x5>0-x^2 + 2x - 5 > 0

Δ=420=16<0\Delta = 4 - 20 = -16 < 0 → אין שורשים, הפרבולה תמיד חיובית.

x22x+5<0x^2 - 2x + 5 < 0 אף פעם לא מתקיים.

קבוצת הפתרון: \emptyset (אין פתרון)

1

שלב 1 — כפל ב-(1)(-1)

x22x+5<0x^2 - 2x + 5 < 0
בדיקה מהירה

פתרו: x210x^2 - 1 \leq 0

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


בדיקה מהירה

בדיקה מהירה

מהו הסימן של הביטוי x22x3x^2 - 2x - 3 עבור x=0x = 0?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

בדיקה מהירה

פתרו: x225x^2 \geq 25

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


בדיקה מהירה

בדיקה מהירה

אם a>0a > 0 והדיסקרימיננטה של ax2+bx+cax^2 + bx + c שלילית, אז ax2+bx+c>0ax^2 + bx + c > 0:

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

בדיקה מהירה

מהו קבוצת הפתרון של x290x^2 - 9 \geq 0?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


בדיקה מהירה

בדיקה מהירה

לאילו ערכי xx מתקיים (x1)(x+3)>0(x-1)(x+3) > 0?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

בדיקה מהירה

פתרו: x2+2x8<0x^2 + 2x - 8 < 0

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם


טעויות נפוצות

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:

טעות נפוצה:


סיכום

סיכום

שלבי הפתרון של אי-שוויון ריבועי ax2+bx+c0ax^2 + bx + c \gtrless 0:

  1. פשטו — העבירו הכול לאגף אחד. אם a<0a < 0, כפלו ב-(1)(-1) והפכו כיוון.
  2. מצאו שורשים — פרקו לגורמים או השתמשו בנוסחה.
  3. נתחו סימנים — שרטטו את הפרבולה:
    • a>0a > 0: חיובית מחוץ לשורשים, שלילית בין השורשים
    • a<0a < 0: שלילית מחוץ לשורשים, חיובית בין השורשים
  4. רשמו את קבוצת הפתרון — שימו לב ל-<< מול \leq.

מקרים מיוחדים:

  • Δ<0\Delta < 0: אין שורשים → הביטוי תמיד חיובי (אם a>0a > 0) או תמיד שלילי (אם a<0a < 0)
  • Δ=0\Delta = 0: שורש כפול → הביטוי מתאפס בנקודה אחת בלבד
תרגול