العلمي الفلسطيني · متباينات القيمة المطلقة · شرح مكمل
مجموع مسافتين ومناطق القيمة المطلقة
تعلمنا قياس بعد نقطة عن علامة واحدة. هنا نجمع بعدين عن علامتين، ثم ننتقل إلى شرطين معا في المستوى. اقرأ الصورة، واستعمل الرسم الدقيق كي تفسر كل خطوة.
علامة فعلية وعلامة افتراضية ثانية
العمود الأزرق هو علامة الصفر. أضفنا بالرسم فوق الصورة علامة افتراضية ثانية عند −2؛ هذه ليست جسما جديدا في المكان. d₁ هو بعد الشخص عن الصفر، وd₂ بعده عن −2. كلاهما غير سالب.
الصور تساعد على فهم المشهد، لكن المنظور ليس مقياسا عدديا دقيقا. خط الأعداد أسفل كل صورة هو المرجع الدقيق للأرقام والمسافات.
x=0,d1=0,d2=2,d1+d2=2
عند الصفر: المسافة الأولى صفر والثانية 2، والمجموع 2.
x=−2,d1=2,d2=0,d1+d2=2
عند −2: المسافة الأولى 2 والثانية صفر، والمجموع 2 أيضًا.
x=2,d1=2,d2=4,d1+d2=6
عند 2: المسافة إلى الصفر 2 وإلى −2 تساوي 4، والمجموع 6. الابتعاد خارج العلامتين يزيد المسافتين معًا.
نكتب العلاقة d1=∣x∣ وd2=∣x+2∣. ليست القيمة المطلقة جمعا تلقائيا؛ نعرف الإشارة في كل منطقة قبل إزالة الرمز.
حرك النقطة: لماذا يبقى المجموع ثابتًا بين العلامتين؟
∣0∣+∣0+2∣=0+2=2
النقطة تحقق الشرط. بين العلامتين المجموع 2 ثابت. منطقة الحل تظهر بالأخضر؛ الدائرتان الممتلئتان تشملان الطرفين والفارغتان تستبعدانهما.
الحل [−3,1]
قواعد المجموع بحسب المنطقة
منطقة x
قاعدة المجموع
x<−2
−2x−2
−2≤x≤0
2
x>0
2x+2
من خط الأعداد إلى المستوى
النظام ∣x∣≤3 و∣y∣<2 يعطي تقاطع شريطين. الخط الرأسي متصل لأن x يسمح بالمساواة، والأفقي متقطع لأن y لا يسمح بها.
∣x∣=0، ∣y∣=0
النقطة داخل الحل. شرط x متحقق؛ شرط y متحقق. لا يكفي أحدهما وحده.
أمثلة محلولة: الخطوة وسببها
1 · مجموع مسافتين: نقسم عند العلامتين
حل ∣x∣+∣x+2∣≤4.
الخطوة 1
علامتا المسافة هما 0 و−2. النقاط الفاصلة −2,0.
لماذا؟ تتغير إشارة العبارة داخل القيمة المطلقة فقط عند صفرها؛ نقسم خط الأعداد هناك.
الخطوة 2
عندما x<−2: ∣x∣=−x و∣x+2∣=−x−2؛ المجموع −2x−2.
لماذا؟ العبارتان سالبتان في هذه المنطقة، فنأخذ نظير كل منهما كي تكون المسافة غير سالبة.
الخطوة 3
−2x−2≤4 ثم −2x≤6 ثم x≥−3. مع شرط المنطقة x<−2 نحصل على [−3,−2).
لماذا؟ نقلب اتجاه المتباينة عند القسمة على −2، ثم نأخذ التقاطع مع المنطقة التي استعملنا قاعدتها.
الخطوة 4
عندما −2≤x≤0: المجموع −x+(x+2)=2، لذلك المنطقة كلها مقبولة.
لماذا؟ داخل المسافة بين العلامتين، يزداد أحد الجزأين بمقدار ما ينقص الآخر؛ يبقى المجموع 2.
الخطوة 5
عندما x>0: المجموع x+(x+2)=2x+2؛ 2x+2≤4 يعطي x≤1، فنأخذ (0,1].
لماذا؟ العبارتان غير سالبتين هنا، ولا نقلب الاتجاه عند القسمة على 2 الموجبة.
الخطوة 6
نجمع الأجزاء: [−3,−2)∪[−2,0]∪(0,1]=[−3,1].
لماذا؟ هذه حالات بديلة على خط واحد فنأخذ الاتحاد. الطرفان داخل الحل لأن المجموع عند كل منهما 4 والمساواة مسموحة.
2 · نقل العلامتين وتغيير حد المجموع
حل ∣x−1∣+∣x−5∣≤8.
الخطوة 1
العلامتان 1,5؛ المسافة بينهما 4، وأصغر مجموع مسافتين هو 4.
لماذا؟ بين العلامتين تقسم النقطة المسافة بينهما إلى جزأين؛ خارجها تضيف ذهابا وعودة.
الخطوة 2
الزيادة المسموحة في المجموع 8−4=4؛ كل وحدة ابتعاد خارج العلامتين تضيف وحدتين للمجموع، فالمسموح وحدتان في كل جهة.
لماذا؟ خارج العلامتين، كل خطوة بعيدا تزيد المسافتين معا.
الخطوة 3
الطرف الأيسر 1−2=−1 والأيمن 5+2=7؛ إذن [−1,7].
لماذا؟ نحتفظ بكل النقاط بين الطرفين، ونفحص الأطراف: 2+6=8 في اليسار و6+2=8 في اليمين.
الخطوة 4
إذا صار الرمز <8 فالحل (−1,7)؛ وإذا كان الحد <4 فالحل فارغ.
لماذا؟ الحد الصارم يستبعد المساواة. لا يمكن أن يقل مجموع المسافتين عن المسافة الثابتة بين العلامتين.
3 · شرطان في المستوى: مستطيل وحدود مختلفة
حل النظام ∣x∣≤3 و∣y∣<2.
الخطوة 1
−3≤x≤3 و−2<y<2.
لماذا؟ القيمة المطلقة تقيس بعد الإحداثي عن الصفر، فلا نختار جهة واحدة فقط.
الخطوة 2
الأول شريط رأسي بين x=−3 وx=3، والثاني شريط أفقي بين y=−2 وy=2.
لماذا؟ x يتحكم في الاتجاه الأفقي، وy في الاتجاه الرأسي؛ كل شريط وحده يسمح بإحداثي آخر غير مقيد.
الخطوة 3
الحل تقاطع الشريطين: مستطيل داخله ومع الحافتين الرأسيتين دون الحافتين الأفقيتين.
لماذا؟ النظام يعني AND: الشرطان مطلوبان معا. x حده شامل، وy حده صارم.
الخطوة 4
(3,1.5) داخل الحل؛ (3,2) خارجه؛ الأركان الأربعة كلها مستبعدة.
لماذا؟ الأولى تحقق 3≤3 و1.5<2. الثانية تحقق x لكن 2<2 خطأ؛ كل ركن يقع على حد y المستبعد.
4 · امتداد اختياري: منطقة بشكل معين
حل ∣x∣+∣y∣≤3.
الخطوة 1
في الربع الأول: x+y≤3؛ في الثاني: −x+y≤3؛ في الثالث: −x−y≤3؛ في الرابع: x−y≤3.
لماذا؟ نحدد إشارات الإحداثيين في كل ربع قبل إزالة القيم المطلقة.
الخطوة 2
الحد يمر بـ(3,0),(0,3),(−3,0),(0,−3)، ونصلها بمعين.
لماذا؟ كل نقطة حدية مجموع بعديها عن المحورين 3؛ ليست المنطقة دائرة لأن المقياس مجموع قيم مطلقة.
الخطوة 3
الداخل والحد مقبولان. (1,2) يحقق الحد، بينما (2,2) خارجه.
لماذا؟ نختبر ∣1∣+∣2∣=3 و∣2∣+∣2∣=4. لا يكفي أن يكون كل إحداثي على حدة أقل من 3.
أتدرب وأفسر
يمكنك كتابة عدد عشري أو كسر بسيط أو أرقام عربية. رقم صحيح دون سبب لا يكفي. الحل المشروح يفتح بعد محاولة صالحة، حتى إن كانت خاطئة؛ الفراغ لا يفتح الحل.
التدريب 1 · مجموع مسافتين: نقسم عند العلامتين
حل ∣x∣+∣x+2∣≤4.
التدريب 2 · حد صارم
حل ∣x∣+∣x+2∣<4 واكتب طرفي الفترة؛ هل يدخلان؟
التدريب 3 · أصغر مجموع
حل ∣x∣+∣x+2∣≤2.
التدريب 4 · هل توجد حلول؟
∣x∣+∣x+2∣≤1. اكتب 1 إذا الحل غير فارغ، و0 إذا فارغ.
التدريب 5 · نقل العلامتين وتغيير حد المجموع
حل ∣x−1∣+∣x−5∣≤8.
التدريب 6 · نقطة على حد شامل
هل (3,1.5) تحقق ∣x∣≤3 و∣y∣<2؟ اكتب 1 لنعم، و0 للا.
التدريب 7 · ركن مستبعد
هل (3,2) تحقق النظام السابق؟ اكتب 1 لنعم، و0 للا.
التدريب 8 · المعين ليس مستطيلًا
هل (2,2) تحقق ∣x∣+∣y∣≤3؟ اكتب 1 لنعم، و0 للا.
أراجع بكلماتي
مع مجموع مسافتين: أحدد العلامتين وأصفار العبارات، ثم أقسم خط الأعداد، وأقاطع حل كل قاعدة مع منطقتها قبل اتحاد الحالات. أقل مجموع يساوي المسافة بين العلامتين.
في المستوى: كل شرط يعطي شريطا أو منطقة، والنظام يطلب التقاطع. المتصل يعني حدا مشمولا؛ المتقطع يعني حدا مستبعدا. افحص الإحداثيين معا، خصوصا الأركان.
أعد تدريبا دون فتح المساعدة، واشرح لماذا يوجد حد أدنى للمجموع، ولماذا لا تكفي متباينة واحدة لقبول النقطة.