4.7: גרפים של אי שוויון לינארי
- Page ID
- 205695
בסוף פרק זה, תוכל:
- אמת פתרונות לאי שוויון בשני משתנים
- הכירו את הקשר בין הפתרונות של אי שוויון לגרף שלו
- גרף אי שוויון לינארי
לפני שתתחיל, קח את חידון המוכנות הזה.
- לפתור: \(4x+3>23.\)
אם פספסת בעיה זו, עיין בתרגיל 2.7.22. - תרגם מאלגברה לאנגלית: \(x<5.\)
אם פספסת את הבעיה, סקור את תרגיל 1.3.1. - הערך \(3x−2y\) מתי \(x=1, \, y=−2.\)
אם פספסת בעיה זו, עיין בתרגיל 1.5.28.
אמת פתרונות לאי שוויון בשני משתנים
למדנו כיצד לפתור אי שוויון במשתנה אחד. כעת, נבחן את אי השוויון בשני משתנים. לאי-שוויון בשני משתנים יש יישומים רבים. אם ניהלת עסק, למשל, היית רוצה שההכנסות שלך יהיו גדולות מהעלויות שלך - כדי שהעסק שלך ירוויח.
אי שוויון לינארי הוא אי שוויון שניתן לכתוב באחת מהצורות הבאות:
\[A x+B y>C \quad A x+B y \geq C \quad A x+B y<C \quad A x+B y \leq C \nonumber\]
איפה \(A\) ולא \(B\) שניהם אפס.
האם אתה זוכר שלאי שוויון עם משתנה אחד היו פתרונות רבים? הפתרון לאי-השוויון \(x>3\) הוא מספר גדול יותר מ\(3\). הראינו זאת בשורת המספרים על ידי הצללה בשורת המספרים מימין\(3\), והצבת סוגריים פתוחים ב\(3\). ראה איור\(\PageIndex{1}\).
באופן דומה, לאי-שוויון בשני משתנים יש פתרונות רבים. כל זוג מסודר \( (x, y)\) שהופך את אי השוויון לאמיתי כאשר אנו מחליפים בערכים הוא פיתרון של אי השוויון.
זוג מסודר \( (x, y)\) הוא פתרון של אי שוויון ליניארי אם אי השוויון נכון כאשר אנו מחליפים את הערכים של \(x\) ו\(y\).
קבע אם כל זוג מסודר הוא פיתרון לאי השוויון\(y>x+4\):
- \((0,0)\)
- \((1,6)\)
- \((2,6)\)
- \((−5,−15)\)
- \((−8,12)\)
- תשובה
- 1.
2.\((0,0)\) 


לפשט. 
אז, \((0,0)\) הוא לא פתרון\(y>x+4\).\((1,6)\) 


לפשט. 
אז, \((1,6)\) הוא פתרון\(y>x+4\). - 3.
\((2,6)\) 


לפשט. 
אז, \((2,6)\) הוא לא פתרון\(y>x+4\). - 4.
\((−5,−15)\) 


לפשט. 
אז, \((−5,−15)\) הוא לא פתרון\(y>x+4\). - 5.
(-8,12) 


לפשט. 
אז, \((−8,12)\) הוא פתרון\(y>x+4\).
קבע אם כל זוג מסודר הוא פיתרון לאי השוויון\(y>x−3\):
- \((0,0)\)
- \((4,9)\)
- \((−2,1)\)
- \((−5,−3)\)
- \((5,1)\)
- תשובה
-
- כן
- כן
- כן
- כן
- לא
קבע אם כל זוג מסודר הוא פיתרון לאי השוויון\(y<x+1\):
- \((0,0)\)
- \((8,6)\)
- \((−2,−1)\)
- \((3,4)\)
- \((−1,−4)\)
- תשובה
-
- כן
- כן
- לא
- לא
- כן
הכירו את הקשר בין פתרונות אי השוויון לבין הגרף שלו
כעת, נבחן כיצד הפתרונות של אי שוויון קשורים לגרף שלו.
בואו נחשוב \(\PageIndex{1}\) שוב על שורת המספרים באיור. הנקודה \(x=3\) הפרידה את קו המספרים לשני חלקים. בצד אחד של כל \(3\) המספרים פחות מ\(3\). בצד השני של \(3\) כל המספרים גדולים מ\(3\). ראה איור\(\PageIndex{2}\).
הפתרון \(x>3\) הוא החלק המוצל של שורת המספרים מימין\(x=3\).
באופן דומה, הקו \(y=x+4\) מפריד את המטוס לשני אזורים. בצד אחד של הקו נקודות עם\(y<x+4\). בצד השני של הקו הן נקודות עם\(y>x+4\). אנו קוראים לקו \(y=x+4\) קו גבול.
הקו עם המשוואה \(Ax+By=C\) הוא קו הגבול המפריד בין האזור \(Ax+By>C\) שממנו לאזור שבו\(Ax+By<C\).
עבור אי שוויון במשתנה אחד, נקודת הקצה מוצגת עם סוגריים או סוגר, תלוי אם aa כלול בפתרון או לא:

באופן דומה, עבור אי שוויון בשני משתנים, קו הגבול מוצג עם קו מוצק או מקווקו כדי לציין אם זה הקו כלול בפתרון או לא. זה מסוכם בטבלה\(\PageIndex{1}\).
| \(Ax+By<C\) | \(Ax+By\leq C\) |
| \(Ax+By>C\) | \(Ax+By\geq C\) |
| קו הגבול אינו כלול בפתרון. | קו הגבול כלול בפתרון. |
| קו הגבול מקווקו. | קו הגבול הוא מוצק. |
עכשיו, בואו נסתכל על מה שמצאנו בפעילות גופנית\(\PageIndex{1}\). נתחיל בתרשים הקו\(y=x+4\), ואז נתווה את חמש הנקודות שבדקנו. ראה איור\(\PageIndex{3}\).
בתרגיל \(\PageIndex{1}\) גילינו שחלק מהנקודות היו פתרונות לאי השוויון \(y>x+4\) וחלקן לא.
אילו מהנקודות שרטטנו הן פתרונות לאי השוויון\(y>x+4\)? הנקודות \((1,6)\) והן \((−8,12)\) פתרונות לאי השוויון\(y>x+4\). שימו לב ששניהם נמצאים באותו צד של קו הגבול\(y=x+4\).
שתי הנקודות \((0,0)\) \((−5,−15)\) נמצאות בצד השני של קו הגבול\(y=x+4\), והן אינן פתרונות לאי השוויון\(y>x+4\). עבור שתי הנקודות האלה, \(y<x+4\)
מה לגבי הנקודה\((2,6)\)? מכיוון \(6=2+4\) שהנקודה היא פיתרון למשוואה\(y=x+4\). אז הנקודה \((2,6)\) היא על קו הגבול.
בואו ניקח נקודה נוספת בצד שמאל של קו הגבול ונבדוק אם זה פיתרון לאי-השוויון או לא\(y>x+4\). הנקודה נראית \((0,10)\) בבירור משמאל לקו הגבול, לא? האם זה פתרון לחוסר השוויון?
\[\begin{array}{l}{y>x+4} \\ {10\stackrel{?}{>}0+4} \\ {10>4} &{\text{So, }(0,10)\text{ is a solution to }y>x+4.}\end{array}\]
כל נקודה שתבחר בצד שמאל של קו הגבול היא פתרון לאי השוויון\(y>x+4\). כל הנקודות משמאל הן פתרונות.
באופן דומה, כל הנקודות בצד ימין של קו הגבול, הצד עם \((0,0)\) ו\((−5,−15)\), אינן פתרונות\(y>x+4\). ראה איור\(\PageIndex{4}\).
הגרף של אי השוויון \(y>x+4\) מוצג ב דמות \(\PageIndex{5}\) לְהַלָן. הקו \(y=x+4\) מחלק את המטוס לשני אזורים. הצד המוצל מראה את הפתרונות לאי השוויון\(y>x+4\).
הנקודות בקו הגבול, אלה שבהן\(y=x+4\), אינן פתרונות לאי-השוויון\(y>x+4\), ולכן הקו עצמו אינו חלק מהפתרון. אנו מראים כי על ידי הפיכת הקו מקווקו, לא מוצק.
קו הגבול המוצג הוא\(y=2x−1\). כתוב את אי השוויון שמוצג על ידי הגרף.
- תשובה
-
הקו \(y=2x−1\) הוא קו הגבול. בצד אחד של הקו נמצאות הנקודות עם \(y>2x−1\) ובצד השני של הקו הנקודות עם\(y<2x−1\).
בואו נבדוק את הנקודה \((0,0)\) ונראה איזה אי שוויון מתאר את הצד שלה בקו הגבול.
ב\((0,0)\), איזה אי שוויון נכון:
\[\begin{array}{ll}{y>2 x-1} & {\text { or }} & {y<2 x-1 ?} \\ {y>2 x-1} && {y<2 x-1} \\ {0>2 \cdot 0-1} && {0<2 \cdot 0-1} \\ {0>-1 \text { True }} && {0<-1 \text { False }}\end{array}\]
מכיוון \(y>2x−1\) שזה נכון, הצד של הקו עם\((0,0)\), הוא הפיתרון. האזור המוצל מראה את פיתרון אי השוויון\(y>2x−1\).
מכיוון שקו הגבול מתואר בקו אחיד, אי השוויון כולל את הסימן השווה.
הגרף מראה את אי השוויון\(y\geq 2x−1\).
נוכל להשתמש בכל נקודה כנקודת מבחן, בתנאי שהיא לא על הקו. מדוע בחרנו\((0,0)\)? כי זה הכי קל להעריך. ייתכן שתרצה לבחור נקודה בצד השני של קו הגבול ולבדוק זאת\(y<2x−1\).
כתוב את אי השוויון שמוצג על ידי הגרף עם קו הגבול\(y=−2x+3\).
- תשובה
-
\(y\geq −2x+3\)
כתוב את אי השוויון שמוצג על ידי הגרף עם קו הגבול\(y=\frac{1}{2}x−4\).
- תשובה
-
\(y \leq \frac{1}{2}x - 4\)
קו הגבול המוצג הוא\(2x+3y=6\). כתוב את אי השוויון שמוצג על ידי הגרף.
- תשובה
-
הקו \(2x+3y=6\) הוא קו הגבול. בצד אחד של הקו נמצאות הנקודות עם \(2x+3y>6\) ובצד השני של הקו הנקודות עם\(2x+3y<6\).
בואו נבדוק את הנקודה \((0,0)\) ונראה איזה אי שוויון מתאר את הצד שלה בקו הגבול.
ב\((0,0)\), איזה אי שוויון נכון:
\[\begin{array}{rr}{2 x+3 y>6} && {\text { or } \quad 2 x+3 y<6 ?} \\ {2 x+3 y>6} && {2 x+3 y<6} \\ {2(0)+3(0)>6} & & {2(0)+3(0)<6} \\ {0} >6 & {\text { False }} & {0<6}&{ \text { True }}\end{array}\]
אז הצד עם \((0,0)\) הוא הצד שבו\(2x+3y<6\).
(ייתכן שתרצה לבחור נקודה בצד השני של קו הגבול ולבדוק זאת\(2x+3y>6\).)
מכיוון שקו הגבול מתואר כקו מקווקו, אי השוויון אינו כולל סימן שווה.
הגרף מציג את הפיתרון לאי השוויון\(2x+3y<6\).
כתוב את אי השוויון שמוצג על ידי האזור המוצל בגרף עם קו הגבול\(x−4y=8\).
- תשובה
-
\(x-4 y \leq 8\)
כתוב את אי השוויון שמוצג על ידי האזור המוצל בגרף עם קו הגבול\(3x−y=6\).
- תשובה
-
\(3 x-y \leq 6\)
גרף אי שוויון לינארי
כעת, אנו מוכנים לחבר את כל זה כדי לתאר את אי השוויון הליניארי.
גרף את אי השוויון הליניארי\(y \geq \frac{3}{4} x-2\).
- תשובה
-



גרף את אי השוויון הליניארי\(y \geq \frac{5}{2} x-4\).
- תשובה
-

גרף את אי השוויון הליניארי\(y<\frac{2}{3} x-5\).
- תשובה
-

הצעדים שאנו נוקטים כדי לתאר אי שוויון ליניארי מסוכמים כאן.
- זהה וגרף את קו הגבול.
- אם אי השוויון הוא \(≤\) או\(≥\), קו הגבול מוצק.
- אם אי השוויון הוא \(<\) או\(>\), קו הגבול מקווקו.
- בדוק נקודה שאינה על קו הגבול. האם זה פתרון של אי השוויון?
- צל בצד אחד של קו הגבול.
- אם נקודת הבדיקה היא פתרון, צל בצד הכולל את הנקודה.
- אם נקודת הבדיקה אינה פתרון, צל בצד הנגדי.
גרף את אי השוויון הליניארי\(x−2y<5\).
- תשובה
-
ראשית אנו משרטטים את קו הגבול\(x−2y=5\). אי השוויון הוא \(<\) כך שאנו מציירים קו מקווקו.

-
ואז אנו בודקים נקודה. נשתמש \((0,0)\) שוב כי זה קל להעריך וזה לא על קו הגבול.
האם \((0,0)\) פתרון של\(x−2y<5\)?
הנקודה \((0,0)\) היא פתרון של\(x−2y<5\), אז אנחנו צל בצד הזה של קו הגבול.
גרף את אי השוויון הליניארי\(2x−3y\leq 6\).
- תשובה
-

גרף את אי השוויון הליניארי\(2x−y>3\).
- תשובה
-

מה אם קו הגבול עובר דרך המקור? אז לא נוכל להשתמש \((0,0)\) כנקודת מבחן. אין בעיה - פשוט נבחר נקודה אחרת שאינה על קו הגבול.
גרף את אי השוויון הליניארי\(y\leq −4x\).
- תשובה
-
ראשית אנו משרטטים את קו הגבול\(y=−4x\). זה בצורת שיפוע - יירוט, עם ו. \(m=−4\) \(b=0\) אי השוויון הוא \(≤\) כך שאנו מציירים קו מוצק.
עכשיו, אנחנו צריכים נקודת מבחן. אנו יכולים לראות שהנקודה \((1,0)\) אינה על קו הגבול.
האם \((1,0)\) פתרון של\(y≤−4x\)?
הנקודה \((1,0)\) היא לא פתרון\(y≤−4x\), אז אנחנו צל בצד הנגדי של קו הגבול. ראה איור\(\PageIndex{6}\).
איור \(\PageIndex{6}\)
גרף את אי השוויון הליניארי\(y>−3x\).
- תשובה
-

גרף את אי השוויון הליניארי\(y\geq −2x\).
- תשובה
-

לחלק מהאי-שוויון הליניארי יש רק משתנה אחד. אולי יש להם \(x\) אבל לא\(y\), או \(y\) אבל לא\(x\). במקרים אלה, קו הגבול יהיה קו אנכי או אופקי. האם אתה זוכר?
\(\begin{array}{ll}{x=a} & {\text { vertical line }} \\ {y=b} & {\text { horizontal line }}\end{array}\)
גרף את אי השוויון הליניארי\(y>3\).
- תשובה
-
ראשית אנו משרטטים את קו הגבול\(y=3\). זהו קו אופקי. אי השוויון הוא \(>\) כך שאנו מציירים קו מקווקו.
אנחנו בודקים את הנקודה\((0,0)\).
\[y>3 \\ 0\not>3\]
\((0,0)\)זה לא פתרון ל\(y>3\).
אז אנחנו מצללים את הצד שאינו כולל\((0,0)\).
גרף את אי השוויון הליניארי\(y<5\).
- תשובה
-

גרף את אי השוויון הליניארי\(y \leq-1\).
- תשובה
-

מושגי מפתח
- לתרשים אי שוויון לינארי
- זהה וגרף את קו הגבול.
אם אי השוויון הוא \(≤\) או\(≥\), קו הגבול מוצק.
אם אי השוויון הוא \(<\) או\(>\), קו הגבול מקווקו. - בדוק נקודה שאינה על קו הגבול. האם זה פתרון של אי השוויון?
- צל בצד אחד של קו הגבול.
אם נקודת הבדיקה היא פתרון, צל בצד הכולל את הנקודה.
אם נקודת הבדיקה אינה פתרון, צל בצד הנגדי.
- זהה וגרף את קו הגבול.
רשימת מילים
- קו גבול
- הקו עם משוואה \(A x+B y=C\) המפריד בין האזור \(A x+B y>C\) שממנו לאזור שבו\(A x+B y<C\).
- אי שוויון לינארי
- אי שוויון שניתן לכתוב באחת מהצורות הבאות:
\[A x+B y>C \quad A x+B y \geq C \quad A x+B y<C \quad A x+B y \leq C\]
איפה \(A\) ולא \(B\) שניהם אפס.
- פתרון של אי שוויון ליניארי
- זוג מסודר \((x,\,y)\) הוא פתרון לאי שוויון ליניארי אי השוויון נכון כאשר אנו מחליפים את הערכים של \(x\) ו\(y\).


