不等式(inequality)は、2つの量が等しくない関係 — より大きい 、より小さい 、以上 、以下 — を表します。解き方は方程式とほぼ同じですが、たった1つだけ決定的に違う規則があります。「負の数を掛けたり割ったりすると、不等号の向きが反転する」ことです。この章では一次不等式の解法、数直線での表し方、二重不等式、そして指定範囲の整数解を列挙する方法を学びます。
An inequality expresses that two quantities are not equal — greater than , less than , greater than or equal to , or less than or equal to . Solving one is almost identical to solving an equation, with a single decisive difference: multiplying or dividing by a negative number reverses the direction of the inequality sign. This chapter covers solving linear inequalities, showing solutions on a number line, double inequalities, and listing the integer solutions within a given range.
What the symbols mean
は「 は3より大きい(3は含まない)」、 は「 は3以上(3を含む)」を表します。 と も同様です。「以上・以下」には等号が含まれ、「より大きい・より小さい(未満)」には含まれない、という日本語の使い分けがそのまま記号に対応します。
means “ is greater than 3” (3 not included), while means “ is greater than or equal to 3” (3 included). The same applies to and . Whether the boundary value itself is included is exactly the distinction between the strict symbols and the inclusive symbols .
Solving a linear inequality
基本は方程式と同じで、両辺に同じ数を足したり引いたり、正の数で掛けたり割ったりして を1つにします。例: なら、両辺から1を引いて 、両辺を (正)で割って 。正の数で割っている間は不等号はそのままです。
The basics are the same as for equations: add or subtract the same quantity on both sides, or multiply/divide by a positive number, to isolate . Example: from , subtract 1 to get , then divide by (positive) to get . As long as you divide by a positive number, the sign stays the same.
Key rule: dividing by a negative reverses the sign
これが不等式で最も間違えやすい点です。負の数を掛けたり割ったりするときは、不等号の向きを必ず反転させます。例:。両辺から5を引くと 。ここで両辺を で割るので、 が に反転して 。反転を避けたい場合は、 の項を正の側へ移項してから解く方法も有効です。
This is the single most common mistake with inequalities. Whenever you multiply or divide by a negative number, you must reverse the direction of the sign. Example: . Subtracting 5 gives ; dividing both sides by reverses into , giving . To avoid the flip altogether, you can instead move the -term to the side where its coefficient is positive.
Showing solutions on a number line
解を数直線上に図示します。境界の値を含まない( または )ときは白丸(中抜きの○)、含む( または )ときは黒丸(塗りつぶし●)で印をつけ、解が伸びる向きに矢印を引きます。例えば なら に黒丸を置き、右向きに矢印を引きます。
Represent the solution on a number line. Use an open circle (○) when the boundary is not included ( or ) and a filled circle (●) when it is included ( or ), then draw an arrow in the direction the solution extends. For , place a filled circle at and draw the arrow to the right.
Double inequalities
のように、 の式が2つの値に挟まれた形を二重不等式といいます。「3つの辺すべてに同じ操作」を行うのがコツです。各辺に1を足して 、各辺を2で割って 。負の数で割る場合は、両方の不等号を同時に反転させます。
A double inequality such as has an expression in trapped between two values. The trick is to apply the same operation to all three parts. Add 1 to each part to get , then divide each part by 2 to get . If you divide by a negative, reverse both signs at once.
Listing integer solutions
「条件を満たす整数をすべて書け」と問われたら、まず不等式を解いて範囲を求め、その範囲に入る整数を境界の扱いに注意して書き出します。例: を満たす整数は 。 なので5は含まず、 なので は含む、という端点の判定が得点の分かれ目です。
When asked to “list all integers that satisfy” a condition, first solve the inequality to get a range, then write out the integers inside it, watching the endpoints. Example: the integers satisfying are . Because of , 5 is excluded; because of , is included — getting these endpoints right is where the marks are won or lost.
Worked examples
Practice
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