Inecuația irationala este de forma:
\[ \sqrt{f(x)} > g(x), \quad \sqrt{f(x)} \geq g(x), \quad \sqrt{f(x)} < g(x), \quad \sqrt{f(x)} \leq g(x). \]
Metodă de rezolvare
Cazul I ( \( \sqrt{f(x)} < g(x) \), \( \sqrt{f(x)} \leq g(x) \) )
Exemplul 1:
Se rezolve în \( \mathbb{R} \) inecuația:
\[ \sqrt{2 - x} - x \leq 0 \]
- Radicalul este lasat singur în stânga. \[ \sqrt{2 - x} \leq x \]
- Calculam DVA: \[ \text{DVA: } \begin{cases} 2 - x \geq 0 \\ x \geq 0 \end{cases} \implies \begin{cases} - x \geq -2 \\ x \geq 0 \end{cases} \implies \begin{cases} x \leq 2 \\ x \geq 0 \end{cases} \]
Rezultă: \( \text{DVA} = [0; 2] \)
- Ridicăm la pătrat ambele părți: \[ \sqrt{2 - x} \leq x \implies 2 - x \leq x^2 \]
Reordonăm: \[ -x^2 - x + 2 \leq 0 \]
Zerourile: \[ -x^2 - x + 2 = 0 \]
Calculăm delta: \[ \Delta = 1 + 8 = 9, \sqrt{\Delta} = 3 \]
Zerourile ecuației: \[ x_1 = \frac{1 - 3}{-2} = 1, \quad x_2 = \frac{1 + 3}{-2} = -2 \]
Construim axa cu doua cerculete colorate, si o parabola cu ramurile in jos, deoarece numarul din fata lui \(x^2\) este negativ. Vom alege intervalele negative.
\[ x \in (-\infty; -2] \cup [1; +\infty) \] - Axa comună cu DVA:
\[ x \in [1; 2] \]
Răspuns: \( S = [1; 2] \)
Cazul II ( \( \sqrt{f(x)} > g(x) \), \( \sqrt{f(x)} \geq g(x) \) )
Exemplu rezolvat
Vom rezolva în \( \mathbb{R} \) inecuația:
\[ \sqrt{x + 6} \geq x \]
Caclulam DVA: \[\text{DVA: } x+6 \geq 0 \implies x \geq -6 \implies x \in [-6; +\infty) \]
Construim sistemul: \[ \left[ \begin{array}{l} x < 0 \\ \left\{ \begin{array}{l} x \geq 0 \\ x + 6 \geq x^2 \end{array} \right. \end{array} \right. \implies \left[ \begin{array}{l} x < 0 \\ \left\{ \begin{array}{l} x \geq 0 \\ -x^2 + x + 6 \geq 0 \end{array} \right. \end{array} \right. \]
Caclulam zerourile inecuatiei: \[-x^2 + x + 6 \geq 0\]
\[-x^2 + x + 6 = 0\]
Calculăm discriminantul: \[ \Delta = b^2 - 4ac = 1 - 4 \cdot (-1) \cdot (6) = 1 + 24 = 25 \]
Determinăm rădăcinile: \[ x_1 = \frac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{-1 - 5}{2 \cdot (-1)} = \frac{-6}{-2} = 3 \]
\[ x_2 = \frac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{-1 + 5}{2 \cdot (-1)} = \frac{4}{-2} = -2 \]
Construim parabola cu ramurile in jos si alegem intervalele pozitive
\[x \in [-2; 3]\]
Revenim la sistem \[ \left[ \begin{array}{l} x \in (-\infty; 0) \\ \left\{ \begin{array}{l} x \in [0; +\infty) \\ x \in [-2; 3] \end{array} \right. \end{array} \right. \implies \left[ \begin{array}{l} x \in (-\infty; 0) \\ x \in [0; 3] \end{array} \right. \implies x \in (-\infty; 3] \]
Construim axa comuna cu DVA:
Raspuns: \[S = [-6; 3]\]
Exerciții
1
Rezolvați în \( \mathbb{R} \) inecuația: \(\sqrt{x^2 - 15x} < 4\)
Răspuns: \( x \in (0, 15) \)
2
Rezolvați în \( \mathbb{R} \) inecuația: \(\sqrt{x^2 - 4x} < x - 3\)
Răspuns: \( x \in (4, 7) \)
3
Rezolvați în \( \mathbb{R} \) inecuația: \(x - \sqrt{2 - x} \leq 0\)
Răspuns: \( x \in [1, 2] \)
4
Rezolvați în \( \mathbb{R} \) inecuația: \(\sqrt{x + 14} > x + 2\)
Răspuns: \( x \in (-14, -2) \)
5
Rezolvați în \( \mathbb{R} \) inecuația: \(\sqrt{x^2 + x} > 1 - x\)
Răspuns: \( x \in (-1, 0) \)
6
Rezolvați în \( \mathbb{R} \) inecuația: \(\sqrt{2x + 1} > 3x - 9\)
Răspuns: \( x \in \left( -\dfrac{1}{2}, 3 \right) \)
7
Rezolvați în \(\mathbb{R}\) inecuația \(\sqrt{3 - 2x} > \sqrt{x}\).
Răspuns: \( x \in \left( 0, \dfrac{3}{2} \right) \)
8
Rezolvați inecuația \(\sqrt{2 - x} < x\).
Răspuns: \( x \in (1, 2] \)
9
Rezolvați inecuația \(\sqrt{x - 1} \leq 2x - 3\).
Răspuns: \( x \in \left[ 2, \dfrac{5}{2} \right] \)
10
Să se rezolve în \(\mathbb{R}\) inecuația \(\sqrt{x^2 - 8x} < 3\).
Răspuns: \( x \in (1, 7) \)
Răspunsuri
6
\( x \in \left( -\dfrac{1}{2}, 3 \right) \)
7
\( x \in \left( 0, \dfrac{3}{2} \right) \)
9
\( x \in \left[ 2, \dfrac{5}{2} \right] \)
Rezolvări
1
DVA:
\( x^2 - 15x \geq 0 \Rightarrow x(x - 15) \geq 0 \Rightarrow x \in (-\infty, 0] \cup [15, +\infty) \)
Deoarece \( \sqrt{...} < 4 \) și radicalul ≥ 0, implicit 4 > 0 este adevărat → ridicăm la pătrat (sensul rămâne):
\( x^2 - 15x < 16 \)
\( x^2 - 15x - 16 < 0 \)
Rezolvăm ecuația asociată: \( x^2 - 15x - 16 = 0 \)
\( \Delta = 225 + 64 = 289 = 17^2 \)
\( x = \dfrac{15 \pm 17}{2} \Rightarrow x_1 = -1, \ x_2 = 16 \)
Parabola a = 1 > 0 → < 0 între rădăcini:
\( -1 < x < 16 \)
Intersecție cu DVA:
\( (-1 < x < 16) \cap ((-\infty, 0] \cup [15, +\infty)) = (0, 15) \cup [15, 16) = (0, 15) \)
Răspuns: \( x \in (0, 15) \).
2
DVA:
\( x^2 - 4x \geq 0 \Rightarrow x(x - 4) \geq 0 \Rightarrow x \in (-\infty, 0] \cup [4, +\infty) \)
\( x - 3 \geq 0 \Rightarrow x \geq 3 \) (dreapta trebuie ≥ 0)
DVA final: \( x \in [4, +\infty) \)
Ridicăm la pătrat (sens rămâne deoarece dreapta ≥ 0):
\( x^2 - 4x < (x - 3)^2 \)
\( x^2 - 4x < x^2 - 6x + 9 \)
\( -4x + 6x < 9 \)
\( 2x < 9 \)
\( x < \dfrac{9}{2} = 4.5 \)
Intersecție cu DVA:
\( x < 4.5 \) și \( x \geq 4 \) → \( 4 \leq x < 4.5 \)
Răspuns: \( x \in [4, 4.5) \).
3
Izolăm radicalul:
\( x \leq \sqrt{2 - x} \)
DVA:
\( 2 - x \geq 0 \Rightarrow x \leq 2 \)
\( \sqrt{2 - x} \geq 0 \) (întotdeauna adevărat)
DVA: \( x \leq 2 \)
Ridicăm la pătrat (sens rămâne deoarece dreapta ≥ 0):
\( x^2 \leq 2 - x \)
\( x^2 + x - 2 \leq 0 \)
Rădăcini: \( x^2 + x - 2 = 0 \Rightarrow \Delta = 1 + 8 = 9 \Rightarrow x = \dfrac{-1 \pm 3}{2} \Rightarrow x = -2, 1 \)
Parabola a > 0 → ≤ 0 între rădăcini:
\( -2 \leq x \leq 1 \)
Intersecție cu DVA:
\( -2 \leq x \leq 1 \) și \( x \leq 2 \) → \( -2 \leq x \leq 1 \)
Răspuns: \( x \in [-2, 1] \).
4
DVA:
\( x + 14 \geq 0 \Rightarrow x \geq -14 \)
Cazuri:
1. Când \( x + 2 < 0 \Rightarrow x < -2 \) → inegalitatea adevărată automat (radical > negativ)
2. Când \( x + 2 \geq 0 \Rightarrow x \geq -2 \) → ridicăm la pătrat (sens rămâne):
\( x + 14 > (x + 2)^2 \)
\( x + 14 > x^2 + 4x + 4 \)
\( 0 > x^2 + 3x - 10 \)
\( x^2 + 3x - 10 < 0 \)
Rădăcini: \( x = \dfrac{-3 \pm \sqrt{9 + 40}}{2} = \dfrac{-3 \pm 7}{2} \Rightarrow x = -5, 2 \)
Între rădăcini: \( -5 < x < 2 \)
Intersecție cu \( x \geq -2 \):
\( -2 \leq x < 2 \)
Reunim cazurile:
\( x < -2 \) (caz 1) sau \( -2 \leq x < 2 \) (caz 2) → \( x < 2 \)
Intersecție cu DVA: \( -14 \leq x < 2 \)
Răspuns: \( x \in [-14, 2) \).
5
DVA:
\( x^2 + x \geq 0 \Rightarrow x(x + 1) \geq 0 \Rightarrow x \in (-\infty, -1] \cup [0, +\infty) \)
\( 1 - x \geq 0 \Rightarrow x \leq 1 \)
Cazuri:
1. \( 1 - x < 0 \Rightarrow x > 1 \) → adevărat automat
2. \( 1 - x \geq 0 \Rightarrow x \leq 1 \) → ridicăm la pătrat:
\( x^2 + x > (1 - x)^2 \)
\( x^2 + x > 1 - 2x + x^2 \)
\( x > 1 - 2x \)
\( 3x > 1 \)
\( x > \dfrac{1}{3} \)
Intersecție cu x ≤ 1: \( \dfrac{1}{3} < x \leq 1 \)
Reunim:
\( x > 1 \) sau \( \dfrac{1}{3} < x \leq 1 \) → \( x > \dfrac{1}{3} \)
Intersecție cu DVA: \( \dfrac{1}{3} < x \leq 1 \) (deoarece x > 1 nu e în DVA)
Răspuns: \( x \in \left( \dfrac{1}{3}, 1 \right] \).
6
DVA:
\( 2x + 1 \geq 0 \Rightarrow x \geq -\dfrac{1}{2} \)
Cazuri:
1. \( 3x - 9 < 0 \Rightarrow x < 3 \) → adevărat automat
2. \( 3x - 9 \geq 0 \Rightarrow x \geq 3 \) → ridicăm la pătrat:
\( 2x + 1 > (3x - 9)^2 \)
\( 2x + 1 > 9x^2 - 54x + 81 \)
\( 0 > 9x^2 - 56x + 80 \)
\( 9x^2 - 56x + 80 < 0 \)
Discriminant: \( \Delta = 3136 - 2880 = 256 = 16^2 \)
Rădăcini: \( x = \dfrac{56 \pm 16}{18} \Rightarrow x_1 = \dfrac{40}{18} = \dfrac{20}{9} \approx 2.22, \ x_2 = \dfrac{72}{18} = 4 \)
Parabola a > 0 → < 0 între rădăcini:
\( \dfrac{20}{9} < x < 4 \)
Intersecție cu x ≥ 3:
\( 3 \leq x < 4 \)
Reunim:
\( x < 3 \) sau \( 3 \leq x < 4 \) → \( x < 4 \)
Intersecție cu DVA: \( -\dfrac{1}{2} \leq x < 4 \)
Răspuns: \( x \in \left[ -\dfrac{1}{2}, 4 \right) \).
7
DVA:
\( 3 - 2x \geq 0 \Rightarrow x \leq \dfrac{3}{2} \)
\( x \geq 0 \)
DVA: \( x \in [0, \dfrac{3}{2}] \)
Ridicăm la pătrat (ambele părți ≥ 0, sens rămâne):
\( 3 - 2x > x \)
\( 3 > 3x \)
\( x < 1 \)
Intersecție cu DVA:
\( 0 \leq x < 1 \)
Răspuns: \( x \in [0, 1) \).
8
DVA:
\( 2 - x \geq 0 \Rightarrow x \leq 2 \)
\( x \geq 0 \) (dreapta ≥ 0)
DVA: \( 0 \leq x \leq 2 \)
Ridicăm la pătrat (sens rămâne):
\( 2 - x < x^2 \)
\( 0 < x^2 + x - 2 \)
\( x^2 + x - 2 > 0 \)
Rădăcini: \( x = \dfrac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \dfrac{-1 \pm 3}{2} \Rightarrow x = -2, 1 \)
Parabola a > 0 → > 0 în afara rădăcinilor:
\( x < -2 \) sau \( x > 1 \)
Intersecție cu DVA:
\( x > 1 \) și \( 0 \leq x \leq 2 \) → \( 1 < x \leq 2 \)
Răspuns: \( x \in (1, 2] \).
9
DVA:
\( x - 1 \geq 0 \Rightarrow x \geq 1 \)
\( 2x - 3 \geq 0 \Rightarrow x \geq \dfrac{3}{2} \)
DVA: \( x \geq \dfrac{3}{2} \)
Ridicăm la pătrat (sens rămâne):
\( x - 1 \leq (2x - 3)^2 \)
\( x - 1 \leq 4x^2 - 12x + 9 \)
\( 0 \leq 4x^2 - 13x + 10 \)
\( 4x^2 - 13x + 10 \geq 0 \)
Discriminant: \( \Delta = 169 - 160 = 9 \)
Rădăcini: \( x = \dfrac{13 \pm 3}{8} \Rightarrow x_1 = 2, x_2 = \dfrac{5}{2} \)
Parabola a > 0 → ≥ 0 în afara rădăcinilor:
\( x \leq 2 \) sau \( x \geq \dfrac{5}{2} \)
Intersecție cu DVA:
\( (x \leq 2 \cup x \geq \dfrac{5}{2}) \cap (x \geq \dfrac{3}{2}) = [\dfrac{3}{2}, 2] \cup [\dfrac{5}{2}, +\infty) \)
Răspuns: \( x \in \left[ \dfrac{3}{2}, 2 \right] \cup \left[ \dfrac{5}{2}, +\infty \right) \).
10
DVA:
\( x^2 - 8x \geq 0 \Rightarrow x(x - 8) \geq 0 \Rightarrow x \in (-\infty, 0] \cup [8, +\infty) \)
Ridicăm la pătrat (sens rămâne):
\( x^2 - 8x < 9 \)
\( x^2 - 8x - 9 < 0 \)
Rădăcini: \( x = \dfrac{8 \pm \sqrt{64 + 36}}{2} = \dfrac{8 \pm 10}{2} \Rightarrow x = -1, 9 \)
Parabola a > 0 → < 0 între rădăcini:
\( -1 < x < 9 \)
Intersecție cu DVA:
\( (-1 < x < 9) \cap ((-\infty, 0] \cup [8, +\infty)) = (8, 9) \)
Răspuns: \( x \in (8, 9) \).