Калькулятор модуля числа

Решайте уравнения и неравенства с модулем с пошаговыми решениями на основе ИИ
|x - 3| = 5
|2x + 1| < 7
|3x - 6| >= 9
|x^2 - 4| = 3

Что такое модуль числа?

Модуль (абсолютная величина) действительного числа xx, обозначаемый ∣x∣|x|, — это его расстояние от 00 на числовой прямой:

∣x∣={xесли x≥0−xесли x<0|x| = \begin{cases} x & \text{если } x \geq 0 \\ -x & \text{если } x < 0 \end{cases}

Ключевые свойства:

  • ∣x∣≥0|x| \geq 0 для всех xx, причём равенство выполняется тогда и только тогда, когда x=0x = 0.
  • ∣xy∣=∣x∣∣y∣|xy| = |x||y| (мультипликативность).
  • ∣x+y∣≤∣x∣+∣y∣|x + y| \leq |x| + |y| (неравенство треугольника).
  • ∣x∣2=x2|x|^2 = x^2, поэтому ∣x∣=x2|x| = \sqrt{x^2}.

Геометрический смысл: ∣a−b∣|a - b| — это расстояние между числами aa и bb на числовой прямой. Именно поэтому неравенства с модулем чётко переводятся в утверждения о расстоянии.

Модуль обобщается на комплексные числа (∣a+bi∣=a2+b2|a + bi| = \sqrt{a^2 + b^2}) и на векторы (евклидова норма), но здесь мы сосредоточимся на действительном случае, используемом в большинстве заданий.

Как решать задачи с модулем

Тип 1: Уравнение с модулем

∣f(x)∣=c|f(x)| = c, где cc — константа.

  • Если c<0c < 0: нет решений (модуль не может быть отрицательным).
  • Если c=0c = 0: решите f(x)=0f(x) = 0.
  • Если c>0c > 0: разбейте на два случая: f(x)=cf(x) = c или f(x)=−cf(x) = -c. Решите каждый и сохраните все допустимые решения.

Пример: ∣2x−3∣=7|2x - 3| = 7 разбивается на 2x−3=72x - 3 = 7 или 2x−3=−72x - 3 = -7, что даёт x=5x = 5 или x=−2x = -2.

Тип 2: Неравенство «меньше чем»

∣f(x)∣<c|f(x)| < c (или ≤\leq), где c>0c > 0.

Эквивалентно: −c<f(x)<c-c < f(x) < c (двойное неравенство, И).

Геометрический смысл: f(x)f(x) находится на расстоянии менее cc от 00.

Пример: ∣2x+1∣<7|2x + 1| < 7 становится −7<2x+1<7-7 < 2x + 1 < 7, что даёт −4<x<3-4 < x < 3.

Если c≤0c \leq 0, решений нет (или только f(x)=0f(x) = 0, если c=0c = 0).

Тип 3: Неравенство «больше чем»

∣f(x)∣>c|f(x)| > c (или ≥\geq), где c≥0c \geq 0.

Эквивалентно: f(x)<−cf(x) < -c или f(x)>cf(x) > c (дизъюнкция, ИЛИ).

Пример: ∣3x−6∣≥9|3x - 6| \geq 9 становится 3x−6≤−93x - 6 \leq -9 или 3x−6≥93x - 6 \geq 9, что даёт x≤−1x \leq -1 или x≥5x \geq 5.

Если c<0c < 0, неравенству удовлетворяет любое действительное число.

Сложный случай: модуль с обеих сторон

∣f(x)∣=∣g(x)∣|f(x)| = |g(x)| разбивается на f(x)=g(x)f(x) = g(x) или f(x)=−g(x)f(x) = -g(x).

Проверка решений

Всегда подставляйте обратно в исходное уравнение. Возведение в квадрат или разбиение на случаи в некоторых ситуациях может приводить к посторонним решениям.

Типичные ошибки, которых следует избегать

  • Пропуск отрицательного случая: ∣x∣=5|x| = 5 имеет два решения, x=5x = 5 и x=−5x = -5. Новички часто записывают только положительное.
  • Перепутывание И и ИЛИ: ∣x∣<c|x| < c использует И (между −c-c и cc); ∣x∣>c|x| > c использует ИЛИ (меньше −c-c или больше cc). Их перестановка даёт неверные ответы.
  • Забывают, что cc должно быть неотрицательным: ∣f(x)∣=−3|f(x)| = -3 не имеет решений, потому что ∣f(x)∣≥0|f(x)| \geq 0 всегда.
  • Путаница со знаком в отрицательном случае: ∣2x−3∣=7|2x - 3| = 7 даёт 2x−3=−72x - 3 = -7, а не −(2x)−3=7-(2x) - 3 = 7. Меняйте знак у всего выражения, приравнивая его к −c-c.
  • Пропуск посторонних решений: после решения всегда подставляйте обратно в исходное уравнение. Если структура модуля опиралась на неотрицательность f(x)f(x), проверьте это.

Examples

Step 1: Разбейте на два случая: x−3=5x - 3 = 5 или x−3=−5x - 3 = -5
Step 2: Случай 1: x=8x = 8
Step 3: Случай 2: x=−2x = -2
Step 4: Оба удовлетворяют исходному уравнению
Answer: x=8x = 8 или x=−2x = -2

Step 1: Неравенство «меньше чем»: перепишите как двойное неравенство
Step 2: −7<2x+1<7-7 < 2x + 1 < 7
Step 3: Вычтите 1: −8<2x<6-8 < 2x < 6
Step 4: Разделите на 2: −4<x<3-4 < x < 3
Answer: −4<x<3-4 < x < 3, или в интервальной записи (−4,3)(-4, 3)

Step 1: «Больше или равно»: разбейте на дизъюнкцию
Step 2: 3x−6≤−93x - 6 \leq -9 или 3x−6≥93x - 6 \geq 9
Step 3: Случай 1: 3x≤−33x \leq -3, поэтому x≤−1x \leq -1
Step 4: Случай 2: 3x≥153x \geq 15, поэтому x≥5x \geq 5
Answer: x≤−1x \leq -1 или x≥5x \geq 5

Frequently Asked Questions

Модуль всегда неотрицателен (≥ 0), поэтому он никогда не может быть равен отрицательному числу. Уравнение не имеет действительных решений.

|x - a| — это расстояние между x и a на числовой прямой. Поэтому |x - 3| < 5 означает «x находится в пределах 5 единиц от 3», что переводится в -2 < x < 8.

|x| < c означает «x находится в пределах c от 0» — один интервал (И). |x| > c означает «x находится дальше, чем c, от 0» — два отдельных интервала (ИЛИ). Геометрия определяет логический оператор.

Разбейте на два случая: x = 2x - 3 (что даёт x = 3) или x = -(2x - 3) (что даёт x = 1). Всегда проверяйте оба возможных решения в исходном уравнении.

Related Solvers

Related Guides

Try AI-Math for Free

Get step-by-step solutions to any math problem. Upload a photo or type your question.

Start Solving