Алгебра, 9 класс · Неравенства с одной переменной

Решение неравенств второй степени с одной переменной

Номера параграфов и упражнений будут из твоего учебника. Выбрать учебник

Что нужно знать до

Если что-то из этого забылось, начни оттуда — так будет понятнее.

Коротко о главном

Чтобы решить неравенство \(ax^2 + bx + c > 0\) (или \(< 0\)), находят корни трёхчлена, схематически рисуют параболу \(y = ax^2 + bx + c\) и выбирают те \(x\), где она выше оси \(x\) (или ниже).

\[D = b^2 - 4ac, \qquad x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}\]

Подробное объяснение

Представьте, что парабола — это дорога через холмы, а ось \(x\) — уровень воды. Вопрос «где \(x^2 - x - 6 > 0\)?» значит: на каких участках дорога над водой. Чтобы ответить, не нужно знать высоту каждой точки. Достаточно знать, где дорога уходит под воду и выходит из неё, и в какую сторону она изгибается.

Что такое неравенство второй степени

Неравенство вида \(ax^2 + bx + c > 0\) или \(ax^2 + bx + c < 0\), где \(a \ne 0\), называют неравенством второй степени с одной переменной. Знаки бывают и нестрогими: \(\geqslant\), \(\leqslant\). Слева стоит квадратный трёхчлен, а значит, левая часть — это функция \(y = ax^2 + bx + c\), графиком которой служит парабола.

Решить неравенство \(ax^2 + bx + c > 0\) — значит найти все \(x\), при которых \(y > 0\), то есть точки параболы лежат выше оси \(x\). Для знака \(<\) ищут точки ниже оси.

Что нужно знать о параболе

Точный график не нужен — хватает эскиза. Важны две вещи.

  • Направление ветвей. При \(a > 0\) ветви идут вверх, при \(a < 0\) — вниз.
  • Общие точки с осью \(x\) — корни уравнения \(ax^2 + bx + c = 0\). Их число зависит от дискриминанта.
Парабола y = x² − x − 6 пересекает ось x в точках −2 и 3. Части выше оси отмечены знаком плюс, часть ниже оси — минусом. Под осью: > 0 при x < −2 или x > 3, < 0 при −2 < x < 3.
Где парабола выше оси x, трёхчлен положителен; где ниже — отрицателен.

На схеме — трёхчлен \(x^2 - x - 6\) с корнями \(-2\) и \(3\). Ветви вверх, поэтому парабола ниже оси между корнями и выше оси — левее \(-2\) и правее \(3\). Сами корни в строгие неравенства не входят: там значение равно нулю.

Три случая

Пусть \(a > 0\) (если \(a < 0\), удобно умножить неравенство на \(-1\) и сменить знак на противоположный).

  • \(D > 0\), два корня \(x_1 < x_2\). Трёхчлен отрицателен между корнями и положителен вне отрезка между ними.
  • \(D = 0\), один корень \(x_0\). Парабола касается оси. Трёхчлен положителен везде, кроме \(x_0\), а отрицательным не бывает.
  • \(D < 0\), корней нет. Парабола целиком выше оси: трёхчлен положителен при любом \(x\), неравенство со знаком \(<\) решений не имеет.
Три схемы с параболой ветвями вверх. При D > 0 она пересекает ось x в точках x₁ и x₂, при D = 0 касается оси в x₀, при D < 0 лежит выше оси. Под каждой — ответы для > 0 и < 0.
Знак дискриминанта определяет вид ответа; при a < 0 неравенство сначала умножают на −1 и меняют знак.

Для нестрогих знаков добавляются точки, где трёхчлен равен нулю. Например, \((x - 2)^2 \leqslant 0\) выполняется ровно при \(x = 2\).

Как решать задачи

  1. Перенесите всё в одну часть, раскройте скобки и приведите неравенство к виду \(ax^2 + bx + c > 0\) (или \(<\), \(\geqslant\), \(\leqslant\)).
  2. Если \(a < 0\), умножьте обе части на \(-1\) и смените знак неравенства. Так ветви всегда будут вверх.
  3. Найдите дискриминант и корни трёхчлена (для неполных трёхчленов удобнее разложить на множители: \(x^2 - 4x = x(x - 4)\)).
  4. Отметьте корни на оси \(x\) и нарисуйте эскиз параболы.
  5. Выберите промежутки, где парабола выше оси (знак \(>\)) или ниже оси (знак \(<\)).
  6. Решите, входят ли корни: при строгом знаке — нет (круглые скобки), при нестрогом — да (квадратные скобки).
  7. Запишите ответ промежутками и проверьте одну точку подстановкой.

Разобранные примеры

База

Два корня, решение между ними

Условие

Решите неравенство \(2x^2 - 5x - 3 < 0\).

Решение

\(a = 2 > 0\) — ветви параболы вверх.

\(D = 25 + 24 = 49\), \(x = \dfrac{5 \pm 7}{4}\), то есть \(x_1 = -\dfrac12\), \(x_2 = 3\).

Ниже оси \(x\) парабола между корнями. Знак строгий, корни не входят: \(x \in \left(-\dfrac12;\ 3\right)\).

Проверка: при \(x = 0\) получаем \(-3 < 0\) — верно, и \(0\) лежит в найденном промежутке.

Ответ: (−0,5; 3)
Средний

Отрицательный коэффициент и D = 0

Условие

Решите неравенство \(-x^2 + 6x - 9 < 0\).

Решение

\(a = -1 < 0\). Умножим на \(-1\) и сменим знак: \(x^2 - 6x + 9 > 0\).

\(D = 36 - 36 = 0\), единственный корень \(x = 3\). Трёхчлен равен \((x - 3)^2\): парабола касается оси в точке \(3\) и в остальных точках лежит выше оси.

Значит, неравенство верно при всех \(x\), кроме \(3\).

Ответ: x ≠ 3, то есть (−∞; 3) ∪ (3; +∞)
Сложный

Сначала преобразовать, потом D < 0

Условие

Решите неравенство \((x - 1)(x - 3) + 2 \leqslant 0\).

Решение

Раскроем скобки: \(x^2 - 4x + 3 + 2 \leqslant 0\), то есть \(x^2 - 4x + 5 \leqslant 0\).

\(D = 16 - 20 = -4 < 0\), корней нет. Ветви вверх, парабола целиком выше оси: \(x^2 - 4x + 5 > 0\) при любом \(x\). Это видно и так: \(x^2 - 4x + 5 = (x - 2)^2 + 1 \geqslant 1\).

Значение никогда не бывает меньше нуля или равным нулю.

Ответ: Решений нет

Типичные ошибки

Забывают про знак коэффициента a
Почему неверно

Неравенство \(-x^2 + 2x + 8 > 0\) решают «как обычно»: корни \(-2\) и \(4\), ответ «вне корней». Но ветви этой параболы направлены вниз, и выше оси она как раз между корнями.

Как правильно

Перед эскизом посмотрите на \(a\). Надёжнее всего умножить неравенство на \(-1\), сменив знак: \(x^2 - 2x - 8 < 0\), и решение \((-2;\ 4)\) становится очевидным.

Умножают на −1, но не меняют знак неравенства
Почему неверно

Из \(-3x^2 + x + 2 \geqslant 0\) пишут \(3x^2 - x - 2 \geqslant 0\). При умножении на отрицательное число знак неравенства обязан смениться, иначе получится другое неравенство с другим ответом.

Как правильно

\(-3x^2 + x + 2 \geqslant 0 \;\Leftrightarrow\; 3x^2 - x - 2 \leqslant 0\). Корни \(-\dfrac23\) и \(1\), ответ \(\left[-\dfrac23;\ 1\right]\).

При D < 0 сразу пишут «решений нет»
Почему неверно

Отсутствие корней значит лишь, что парабола не пересекает ось. Она может лежать целиком выше оси — тогда неравенство \(> 0\) верно при всех \(x\).

Как правильно

При \(D < 0\) ответ определяется знаком \(a\) и знаком неравенства: если \(a > 0\), то \(ax^2 + bx + c > 0\) — любое \(x\), а \(ax^2 + bx + c < 0\) — решений нет. При \(a < 0\) — наоборот.

Проверь себя

Ответь на вопросы — после каждого ответа появится пояснение.

  1. Каково множество решений неравенства \(x^2 - 9 < 0\)?

    Показать ответ

    Ответ: А) (−3; 3)

    Нули \(-3\) и \(3\), ветви вверх — ниже оси парабола между нулями.

  2. Какие неравенства верны при любом значении \(x\)?

    Правильных ответов несколько.

    Показать ответ

    Ответ: А) Неравенство x² + 1 > 0; В) Неравенство −x² − 4 < 0; Г) Неравенство x² + x + 1 ≥ 0

    \(x^2 - 2x + 1 = (x - 1)^2\) равно нулю при \(x = 1\), поэтому строгое неравенство там не выполнено. У \(x^2 + x + 1\) дискриминант \(D = -3 < 0\) и \(a > 0\) — значения всегда положительны.

  3. Сколько целых решений имеет неравенство \(x^2 - 5x + 4 \leqslant 0\)?

    Показать ответ

    Ответ: 4

    Корни 1 и 4, решения — отрезок \([1;\ 4]\), в нём целые 1, 2, 3, 4.

  4. У трёхчлена \(ax^2 + bx + c\) коэффициент \(a < 0\) и \(D < 0\). Каково множество решений неравенства \(ax^2 + bx + c < 0\)?

    Показать ответ

    Ответ: А) Любое число

    Ветви вниз и общих точек с осью нет — вся парабола ниже оси \(x\), трёхчлен отрицателен при любом \(x\).

  5. Найдите наибольшее целое решение неравенства \(2x^2 - 7x - 4 < 0\).

    Показать ответ

    Ответ: 3

    \(D = 49 + 32 = 81\), корни \(-\dfrac12\) и \(4\). Решения — \(\left(-\dfrac12;\ 4\right)\), число 4 не входит, наибольшее целое — 3.

Задачи для тренировки

От простых к сложным. Подсказку, решение и ответ открывай, только когда попробовал сам.

База Задача 1

Решите неравенство \(x^2 - 7x + 10 < 0\).

Подсказка

Найдите корни трёхчлена и вспомните, куда направлены ветви параболы.

Решение

Корни уравнения \(x^2 - 7x + 10 = 0\) найдём через дискриминант, \(D = 49 - 40 = 9\), \(x = \dfrac{7 \pm 3}{2}\), то есть \(x_1 = 2\), \(x_2 = 5\).

\(a = 1 > 0\) — ветви вверх, ниже оси \(x\) парабола лежит между корнями. Неравенство строгое, концы не входят.

Ответ
(2; 5)
База Задача 2

Решите неравенство \(x^2 \geqslant 49\).

Подсказка

Перенесите 49 влево и разложите на множители.

Решение

\(x^2 - 49 \geqslant 0\). Нули трёхчлена: \(x = -7\) и \(x = 7\). Ветви параболы \(y = x^2 - 49\) направлены вверх, выше оси (и на оси) она при \(x \leqslant -7\) и при \(x \geqslant 7\).

Неравенство нестрогое, поэтому \(-7\) и \(7\) входят в ответ.

Ответ
(−∞; −7] ∪ [7; +∞)
Средний Задача 3

Решите неравенство \(3x^2 + 5x - 2 \geqslant 0\).

Подсказка

Дискриминант — полный квадрат, корни рациональные.

Решение

\(D = 25 + 24 = 49\), \(x = \dfrac{-5 \pm 7}{6}\), то есть \(x_1 = -2\), \(x_2 = \dfrac13\).

\(a = 3 > 0\) — ветви вверх. Парабола не ниже оси слева от \(-2\) и справа от \(\dfrac13\), корни входят: \(x \in (-\infty;\ -2] \cup \left[\dfrac13;\ +\infty\right)\).

Ответ
(−∞; −2] ∪ [1/3; +∞)
Средний Задача 4

Решите неравенство \(-4x^2 + 4x - 1 < 0\).

Подсказка

Умножьте на \(-1\) и посмотрите на дискриминант.

Решение

Умножим на \(-1\) и сменим знак: \(4x^2 - 4x + 1 > 0\), то есть \((2x - 1)^2 > 0\).

\(D = 16 - 16 = 0\), единственный корень \(x = \dfrac12\). Парабола касается оси в этой точке, а в остальных точках лежит выше оси. Квадрат положителен при всех \(x\), кроме \(\dfrac12\).

Ответ
x ≠ 1/2
Сложный Задача 5

При каких значениях \(m\) уравнение \(x^2 + mx + 4 = 0\) не имеет корней?

Подсказка

Корней нет, когда дискриминант отрицателен. Получится неравенство относительно \(m\).

Решение

\(D = m^2 - 16\). Корней нет при \(D < 0\), то есть \(m^2 - 16 < 0\).

Нули трёхчлена \(m^2 - 16\) — числа \(-4\) и \(4\), ветви параболы вверх, ниже оси она между нулями: \(-4 < m < 4\).

Ответ
при −4 < m < 4
Сложный Задача 6

Сколько целых чисел входит в область определения функции \(y = \sqrt{6 + x - x^2}\)?

Подсказка

Подкоренное выражение должно быть неотрицательным.

Решение

Нужно \(6 + x - x^2 \geqslant 0\). Умножим на \(-1\), получим \(x^2 - x - 6 \leqslant 0\).

Корни: \(D = 1 + 24 = 25\), \(x = \dfrac{1 \pm 5}{2}\), то есть \(-2\) и \(3\). Ветви вверх, не выше оси парабола на отрезке \([-2;\ 3]\).

Целые числа отрезка: \(-2,\ -1,\ 0,\ 1,\ 2,\ 3\) — их 6.

Ответ
6

Для родителя

Как объяснить за 5 минут. Нарисуйте на листе горизонтальную линию — «уровень воды» — и параболу-«чашку» ветвями вверх, которая пересекает линию в двух точках. Спросите: где чашка под водой? Между точками пересечения. А где над водой? Снаружи. Теперь поднимите чашку так, чтобы она только касалась линии, а потом — чтобы висела выше. Так ребёнок увидит все три случая: \(D > 0\), \(D = 0\), \(D < 0\). Переверните чашку — получится случай \(a < 0\).

Вопросы для проверки понимания: 1) Как по формуле трёхчлена узнать, куда направлены ветви параболы? 2) Решите \(x^2 - 16 > 0\) и \(x^2 - 16 < 0\) — чем отличаются ответы? 3) Почему неравенство \(x^2 + 5 < 0\) не имеет решений?

На что обратить внимание. Ребёнок должен каждый раз рисовать эскиз параболы, а не угадывать «между корнями или снаружи». Проверьте, что он меняет знак при умножении на \(-1\) и различает круглые и квадратные скобки в ответе. Хорошая привычка — подставить в исходное неравенство одно число из ответа.

Где в учебниках

УчебникПараграфУпражнения
Алгебра. 9 класс (Макарычев, Миндюк, Нешков, Суворова) § 16 264, 265, 266, 267, 268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 278, 279, 280, 281, 282, 283, 284
Проверено методистом 1 октября 2026.
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.