การแก้สมการติดค่าสัมบูรณ์โดยการแบ่งกรณี
การแบ่งกรณีมักใช้เมื่อมีค่าสัมบูรณ์มากกว่า 1 พจน์ และการยกกำลังสองเพื่อให้ค่าสัมบูรณ์หลุดนั้นมีความยุ่งยาก ซึ่งเราจะแบ่งกรณีเพื่อให้สามารถถอดค่าสัมบูรณ์ได้
แต่หลังจากแยกช่วงและหาคำตอบได้แล้ว เราต้องตรวจสอบด้วยว่าคำตอบที่ได้มาอยู่ในช่วงที่เราสนใจหรือไม่
ตัวอย่างการแก้สมการติดค่าสัมบูรณ์โดยการแบ่งกรณี
|x−4|+|x−3|=1
วิธีพิจารณาช่วงที่จะแบ่ง ให้เราพิจารณาค่าสัมบูรณ์ทั้งสองพจน์
พิจารณา |x−4| ถูกแบ่งช่วงด้วย 4
จะเป็นบวกเมื่อ x≥4 สามารถถอดค่าสัมบูรณ์ได้เลย
จะเป็นลบเมื่อ x<4 เมื่อถอดค่าสัมบูรณ์แล้วต้องเติมเครื่องหมายลบ
พิจารณา |x−3| ถูกแบ่งช่วงด้วย 3
จะเป็นบวกเมื่อ x≥3 สามารถถอดค่าสัมบูรณ์ได้เลย
จะเป็นลบเมื่อ x<3 เมื่อถอดค่าสัมบูรณ์แล้วต้องเติมเครื่องหมายลบ
ดังนั้น เราจะแบ่งช่วงดังนี้
พิจารณาช่วงขวาสุด x≥4
ช่วงนี้จะได้ว่าทั้ง x−3 และ x−4 ไม่ติดลบ สามารถถอดค่าสัมบูรณ์ได้เลย ดังนั้น
x−4+x−3=12x−7=12x=8x=4
ซึ่ง x=4 อยู่ในช่วงที่กำลังพิจารณา จึงเป็นคำตอบหนึ่งของสมการ
พิจารณาช่วงกลาง 3≤x<4
ช่วงนี้จะเห็นว่า x−4 นั้นมีค่าติดลบ เมื่อถอดค่าสัมบูรณ์จะต้องเติมเครื่องหมายลบ ส่วน x−3 ยังคงไม่ติดลบเหมือนเดิม ดังนั้น
−(x−4)+x−3=1−x+4+x−3=11=1
ซึ่งเป็นจริงเสมอ จะได้ว่า x∈R
แต่ช่วงที่เราสนใจคือ [3,4) ดังนั้น คำตอบที่ได้คือ R∩[3,4)=[3,4)
พิจารณาช่วงซ้ายสุด x<3
ช่วงนี้ ทั้ง x−4 และ x−3 ติดลบทั้งคู่ เมื่อถอดค่าสัมบูรณ์จึงต้องเติมเครื่องหมายลบ ดังนั้น
−(x−4)−(x−3)=1−x+4−x+3=1−2x+7=16=2x3=x
แต่ 3 ไม่อยู่ในช่วงที่เราสนใจ ดังนั้น ช่วงนี้จึงไม่มีคำตอบ
นำคำตอบทั้ง 3 ช่วง มายูเนี่ยนกัน จะได้
{4}∪[3,4)∪∅=[3,4]
x∈[3,4]
การแก้อสมการติดค่าสัมบูรณ์โดยการแบ่งกรณี
จะใช้หลักการเดียวกับการแก้สมการ
ตัวอย่างการแก้สมการติดค่าสัมบูรณ์โดยการแบ่งกรณี
|3x−2||x+1|−1>5
เมื่อพิจารณาค่าสัมบูรณ์ทั้งสองพจน์ จะเห็นว่าถูกแบ่งช่วงที่ x=23 และ x=−1 เราจึงแบ่งช่วงดังนี้
พิจารณาช่วงขวาสุด x≥23
ช่วงนี้สามารถถอดค่าสัมบูรณ์ได้เลยทั้งคู่ จะได้
3x−2x+1−1>53x−2x>5
เราสามารถนำ x คูณตลอดได้เลย เพราะช่วงที่กำลังพิจารณานั้น x ไม่ติดลบ
x(3x−2x)>5x3x−2>5x−2>2x−1>x
เมื่อได้คำตอบแล้ว เราต้องนำไปพิจารณาเพื่อเลือกเฉพาะคำตอบที่อยู่ในช่วงที่สนใจ หรือเอาไปอินเตอร์เซกกันนั่นเอง
จะได้คำตอบของช่วงนี้คือ (−∞,−1)∩[23,∞)=∅
พิจารณาช่วงกลาง −1≤x<23
ช่วงนี้ 3x−2 จะติดลบ เราจึงต้องเติมเครื่องหมายลบเมื่อถอดค่าสัมบูรณ์
−(3x−2)x+1−1>5−3x+2x>5
ในช่วงนี้ x มีทั้งค่าบวกและลบ เราจึงต้องคูณตลอดด้วย x2
x2(−3x+2x)>5x2x(−3x+2)>5x2−3x2+2x>5x20>8x2−2x
นำ 2 หารตลอด จะได้
4x2−x<0x(4x−1)<0
ดังนั้น
นำไปอินเตอร์เซกกับช่วงที่กำลังพิจารณา
(0,14)∩[−1,23)=(0,14)
พิจารณาช่วงซ้ายสุด x<−1
ช่วงนี้จะต้องเติมเครื่องหมายลบทั้ง 2 พจน์ จะได้
−(3x−2)−(x+1)−1>5−3x+2−x−1−1>5−3x+2−x−2>5
ดึง −1 ออกเพื่อตัดกัน
(−1)(3x−2)(−1)(x+2)>53x−2x+2>5
คูณตลอดด้วย (x+2)2 จะได้
(x+2)2(3x−2x+2)>5(x+2)2(x+2)(3x−2)>5(x+2)2(x+2)(3x−2)−5(x+2)2>0
ดึงตัวร่วม (x+2) จะได้
(x+2)[3x−2−5(x+2)]>0(x+2)(3x−2−5x−10)>0(x+2)(−2x−12)>0
นำ −2 หารตลอด กลับเครื่องหมาย
(x+2)(−2x−12)−2<0−2(x+2)(x+6)<0
จะได้
ซึ่งอยู่ในช่วงที่กำลังพิจารณาทั้งหมด ดังนั้นจึงสามารถเป็นคำตอบของช่วงนี้ได้เลย
นำคำตอบทั้ง 3 ช่วง มายูเนี่ยนกัน จะได้ ∅∪(0,14)∪(−6,−2)=(−6,−2)∪(0,14)
x∈(−6,−2)∪(0,14)