【第2章 実数と一次不等式】第3節:一次不等式④ ── 連立不等式の完成!「A<B<C」の形と整数解のパズル

皆さん、こんにちは!浦元です。
先週から学んできた「一次不等式」と「連立不等式」のパズル。本日はその総仕上げとなる、最も奥深く、かつ最高に面白いテーマに挑戦します!

ここで、私たちの脳に常に響かせておくべき合言葉を再確認しましょう。

“To see is to think.”
(見ること、それは考えることである)

数式が複雑になればなるほど、頭の中だけで計算しようとする「計算の罠」にハマってはいけません。
本日の問題は、数直線の図をじっと観察した人にしか解けないようにできています。可視化の魔術を体験してください!


Ⅰ. 「 A < B < C 」の形を解きほぐす

たまに、3つの式が数珠つなぎになった不等式に出会うことがあります。
例: x - 1 < 2x + 3 < x + 7

これは一見難しそうですが、実は「連立不等式の省略形」に過ぎません。次のように左のペアと右のペアで分割するだけで、いつものパズルに早変わりします!

➔ A < B < C の崩し方:

{   A < B
{   B < C

※「A < C」はあってもなくても結果は変わりませんが、基本はこの2つに分ければ完璧です。


Ⅱ. 境界線の魔術:整数解の個数をコントロールせよ!

本日のメインディッシュは、「不等式の範囲の中に、整数がいくつ含まれているか?」を考える問題です。
これは、数直線の「白丸・黒丸」の境界線をじっと観察しないと100%間違えてしまう、数学で最もスリリングなパズルの一つです。

【例題】 境界線を観察せよ

不等式 x < a を満たす最大の整数が 3 であるとき、定数 a の値の範囲を求めなさい。

【解答(視覚の観察)】
計算式はありません。数直線の図を描いて、柱( a )をどこに立てればいいか、じっと見てみましょう!

2

3

4

▶︎

a

🧠 図をじっと観察:
a という「白丸」の柱を左へ移動させると…… 3 の左へ行くと最大の整数が 2 になってしまう!➔ 3 より右じゃないとダメ
a を右へ移動させると…… 4 を超えると、4 が部屋に入ってしまう!➔ 4 を超えちゃダメ

🚨 究極の関門:イコールはどっちにつく?

・もし a = 3 だったら? ➔ 「 x < 3 」となり、3 は入らない。アウト!➔ 3 < a
・もし a = 4 だったら? ➔ 「 x < 4 」となり、4 は入らないけれど最大の整数は 3。セーフ!➔ a ≦ 4

【答】   3 < a ≦ 4

「4までOKだけど、4を超えた瞬間アウト。そして3ぴったりはダメ。」
この絶妙な境界線の観察こそが、数学的思考の「急所(エッセンス)」です!


🌟 本日の腕試しコーナー

まずは式を崩して、次に数直線の図を描いて、じっと観察してください!

【問題】 次の連立不等式を解きなさい。
     x + 1   ≦   4x - 2   <   x + 10

✅ パズルの解答はこちら

【解答・解説】

まず2つのペアに分けます。
x + 1 ≦ 4x - 2 ➔ -3x ≦ -3 ➔ x ≧ 1
4x - 2 < x + 10 ➔ 3x < 12 ➔ x < 4

この2つの部屋の重なりを数直線でじっと見ると……

【答】   1 ≦ x < 4


🎯 第2章・最終関門への招待

「連立不等式は、式を分ける。境界線は、数直線で極限までズームして観察する!」
これで、第2章で学ぶ「計算と論理」の基礎はすべて揃いました。

明日(金曜日)は、この章の真のフィナーレ。「絶対値のパズル」がいよいよ登場します!
「原点からの距離」という視覚的な定義が、複雑な式をどう魔法のように解き明かすのか。どうぞお楽しみに!

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