Tilbake
2.4
Ulikheter

2.4 Ulikheter

Løse første- og andregradsulikheter.

50 min
12 oppgaver
UlikheterFørstegradsulikhetAndregradsulikhetFortegnslinje
Du leser den lesevennlige versjonen
Din fremgang i kapitlet
0 / 12 oppgaver

Mer enn bare "er lik"

Hittil har vi jobbet med likninger -- utsagn om at to ting er like. Men i virkeligheten er ting sjelden nøyaktig like. "Du må tjene minst 300 000 for å få lån." "Ballen er i luften i mindre enn 4 sekunder." "Temperaturen er mellom -5 og 10 grader."

Alle disse er ulikheter -- matematiske utsagn om at noe er større enn, mindre enn, eller i et bestemt område. I dette kapittelet skal vi lære å løse dem, og vi skal oppdage at det finnes én viktig felle som du absolutt må passe deg for!

Førstegradsulikheter og den viktige regelen

En ulikhet bruker symbolene << (mindre enn), >> (større enn), \leq (mindre enn eller lik) og \geq (større enn eller lik).

Vi løser ulikheter nesten på samme måte som likninger -- vi kan legge til, trekke fra, gange og dele på begge sider. Men her kommer den kritiske regelen:

Når vi ganger eller deler med et negativt tall, må vi snu ulikhetstegnet!

Hvorfor? Tenk på talllinjen. 2<52 < 5, men gang begge med 1-1: 2>5-2 > -5. Negativ multiplikasjon snur rekkefølgen!

La oss løse 3x7>83x - 7 > 8. Legger til 7: 3x>153x > 15. Deler på 3 (positivt, ingen snuing): x>5x > 5.

Nå: 2x+511-2x + 5 \leq 11. Trekker fra 5: 2x6-2x \leq 6. Deler på 2-2 (negativt, snur tegnet!): x3x \geq -3.

Enda et eksempel: 52x135 - 2x \geq 13. Trekker fra 5: 2x8-2x \geq 8. Deler på 2-2 (snur!): x4x \leq -4.

3(x2)<2(x+1)3(x - 2) < 2(x + 1) gir 3x6<2x+23x - 6 < 2x + 2, altså x<8x < 8.

x132\displaystyle \frac{x - 1}{3} \leq 2 gir x16x - 1 \leq 6, altså x7x \leq 7.

Løsningen av en ulikhet er ikke ett tall, men et intervall -- en hel mengde tall som oppfyller betingelsen.

📝Oppgave Quiz 1

Doble ulikheter -- tall mellom to grenser

Noen ganger trenger vi å uttrykke at xx ligger mellom to verdier. For eksempel: "temperaturen er mellom 3-3 og 77 grader." Matematisk skriver vi 3<x7-3 < x \leq 7.

En dobbel ulikhet som 3<2x+17-3 < 2x + 1 \leq 7 løses ved å gjøre det samme på alle tre "leddene" samtidig.

Trekker fra 1 fra alle ledd: 4<2x6-4 < 2x \leq 6. Deler på 2: 2<x3-2 < x \leq 3.

Løsningen er alle xx slik at xx er større enn 2-2 og mindre enn eller lik 3.

La oss ta flere eksempler:

1<3x2<101 < 3x - 2 < 10: Legger til 2: 3<3x<123 < 3x < 12. Deler på 3: 1<x<41 < x < 4.

52x+39-5 \leq 2x + 3 \leq 9: Trekker fra 3: 82x6-8 \leq 2x \leq 6. Deler på 2: 4x3-4 \leq x \leq 3.

2<1x<5-2 < 1 - x < 5: Trekker fra 1: 3<x<4-3 < -x < 4. Ganger med 1-1 (snur begge tegnene!): 4<x<3-4 < x < 3.

Pass spesielt på den siste! Når vi ganger med 1-1, snur vi begge ulikhetstegnene, og vi snur også rekkefølgen.

📝Oppgave Quiz 2

Andregradsulikheter og fortegnsskjema

Nå tar vi steget opp til andregradsulikheter -- ulikheter med x2x^2. For å løse disse bruker vi fortegnsskjema.

Ta x24x5>0x^2 - 4x - 5 > 0. Fremgangsmåten er:

1. Faktoriser: (x5)(x+1)>0(x - 5)(x + 1) > 0
2. Finn nullpunktene: x=5x = 5 og x=1x = -1
3. Tegn fortegnsskjema: Del talllinjen i tre intervaller: x<1x < -1, 1<x<5-1 < x < 5, og x>5x > 5.
4. Bestem fortegnet i hvert intervall:
- For x<1x < -1: (x5)(x - 5) er negativ og (x+1)(x + 1) er negativ. ()()=+(-)(-) = + (positiv)
- For 1<x<5-1 < x < 5: (x5)(x - 5) er negativ og (x+1)(x + 1) er positiv. ()(+)=(-)(+) = - (negativ)
- For x>5x > 5: (x5)(x - 5) er positiv og (x+1)(x + 1) er positiv. (+)(+)=+(+)(+) = + (positiv)
5. Les av: Vi vil ha >0> 0 (positivt), altså x<1x < -1 eller x>5x > 5.

For x29>0=(x+3)(x3)>0x^2 - 9 > 0 = (x+3)(x-3) > 0: positivt når x<3x < -3 eller x>3x > 3.

For x22x80=(x4)(x+2)0x^2 - 2x - 8 \leq 0 = (x-4)(x+2) \leq 0: negativt (eller null) når 2x4-2 \leq x \leq 4.

Et spesialtilfelle: x26x+90=(x3)20x^2 - 6x + 9 \geq 0 = (x-3)^2 \geq 0. Et kvadrat er alltid 0\geq 0, så løsningen er alle reelle tall!

📝Oppgave Quiz 3

Praktiske anvendelser av ulikheter

Ulikheter er perfekte for å modellere situasjoner med grenser og krav.

Ballkast: En ball kastes opp med høyde h(t)=5t2+20th(t) = -5t^2 + 20t meter etter tt sekunder. Når er ballen høyere enn 15 meter?

5t2+20t>15-5t^2 + 20t > 15, altså 5t2+20t15>0-5t^2 + 20t - 15 > 0. Deler på 5-5 (snur tegnet!): t24t+3<0t^2 - 4t + 3 < 0, som faktoriseres til (t1)(t3)<0(t - 1)(t - 3) < 0. Løsning: 1<t<31 < t < 3. Ballen er over 15 meter mellom 1 og 3 sekunder.

Arealoppgave: Et rektangel med bredde xx og lengde (x+4)(x + 4) skal ha minst 45 cm2^2. x(x+4)45x(x + 4) \geq 45, altså x2+4x450x^2 + 4x - 45 \geq 0, som gir (x+9)(x5)0(x + 9)(x - 5) \geq 0. Siden x>0x > 0 (bredde er positiv): x5x \geq 5.

Fortjeneste: En produsent har fortjeneste P(x)=2x2+100x800P(x) = -2x^2 + 100x - 800 kr ved salg av xx enheter. Når er fortjenesten positiv? 2x2+100x800>0-2x^2 + 100x - 800 > 0, deler på 2-2 (snur!): x250x+400<0x^2 - 50x + 400 < 0, som gir (x10)(x40)<0(x - 10)(x - 40) < 0. Løsning: 10<x<4010 < x < 40. Produsenten må selge mellom 10 og 40 enheter for å gå med overskudd.

Merk at den viktigste fellen i alle disse er å huske å snu ulikhetstegnet når vi deler med negativt tall!

📝Oppgave Quiz 4

Oppsummering

Ulikheter bruker symbolene <<, >>, \leq og \geq og løses som likninger, men med én kritisk regel: snu ulikhetstegnet når du ganger eller deler med negativt tall.

Doble ulikheter som a<bx+c<da < bx + c < d løses ved å gjøre det samme på alle tre ledd.

Andregradsulikheter løses med fortegnsskjema: faktoriser, finn nullpunkter, bestem fortegn i hvert intervall, og les av løsningen.

Løsningen av en ulikhet er alltid et intervall (eller en forening av intervaller), ikke et enkelt tall. Ulikheter er nyttige for å modellere situasjoner med grenser, krav og begrensninger.

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.