Dla jakich wartości parametrów a ib układ nierówności:
[tex]y \leqslant 2x + 4[/tex]
[tex]y \geqslant ax + b[/tex]
opisuje:
b) pas,
a) kąt,
c) zbiór pusty,
d) prostą?​.



Odpowiedź :

Nierówność [tex]\bold{ y \leqslant 2x + 4}[/tex] opisuje półpłaszczyznę leżącą "poniżej" prostej [tex]\bold{ y= 2x + 4}[/tex], łącznie z tą prostą.

Natomiast nierówność [tex]\bold{ y \geqslant ax + b}[/tex] opisuje półpłaszczyznę leżącą "powyżej" prostej [tex]\bold{ y= ax + b}[/tex], łącznie z tą prostą.

a)

Układ nierówności będzie opisywał kąt, jeśli te proste będą się przecinały (pod dowolnym kątem różnym od 0° i 180°), czyli jeśli będą miały różne współczynniki kierunkowe:  a ≠ 2

Wyraz wolny nie ma tu znaczenia, więc może być dowolny.

Zatem układ[tex]\begin{cases}\bold{y\leqslant2x+4}\\\bold{y\geqslant ax+b}\end{caes}[/tex] opisuje kąt dla:

                                             a ∈ R \ {2}    ∧    b ∈ R

Natomiast, żeby dany układ nierówności opisywał pas, zbiór pusty lub prostą, proste opisane równaniami:  [tex]\bold{ y= 2x + 4}[/tex]  oraz  [tex]\bold{ y= ax + b}[/tex]  muszą być równoległe. Czyli:  a = 2

b)

Podany układ nierówności będzie opisywał pas jeżeli półpłaszczyzny   [tex]\bold{ y\leqslant 2x + 4}[/tex]  oraz  [tex]\bold{ y\geqslant 2x + b}[/tex]  częściowo na siebie nachodzą, czyli kiedy prosta  [tex]\bold{ y= 2x + 4}[/tex]  leży powyżej prostej [tex]\bold{ y= 2x + b}[/tex].

Czyli kiedy b < 4.

Zatem układ[tex]\begin{cases}\bold{y\leqslant2x+4}\\\bold{y\geqslant ax+b}\end{caes}[/tex] opisuje pas dla:

                                             a = 2    ∧    b ∈ (-∞, 4)

c)

W przeciwnym wypadku, czyli kiedy prosta  [tex]\bold{ y= 2x + 4}[/tex]  leży poniżej prostej [tex]\bold{ y= 2x + b}[/tex], podany układ nierówności będzie opisywał zbiór pusty. Czyli dla b > 4.

Zatem układ[tex]\begin{cases}\bold{y\leqslant2x+4}\\\bold{y\geqslant ax+b}\end{caes}[/tex] opisuje zbiór pusty dla:

                                             a = 2    ∧    b ∈ (4, ∞)  

d)

Kiedy proste opisane równaniami:  [tex]\bold{ y= 2x + 4}[/tex]  oraz  [tex]\bold{ y= ax + b}[/tex]  są tą samą prostą, czyli a = 2 i b = 4, wtedy prosta ta stanowi część wspólną półpłaszczyzn  [tex]\bold{ y\leqslant 2x + 4}[/tex]  i  [tex]\bold{ y\geqslant 2x + 4}[/tex], a układ tych nierówności opisuje prostą.

Zatem układ[tex]\begin{cases}\bold{y\leqslant2x+4}\\\bold{y\geqslant ax+b}\end{caes}[/tex] opisuje prostą dla:

                                             a = 2    ∧    b = 4