Запись промежутков
Нельзя рассуждением перейти от «3 входит» к «значит, квадратная скобка» — это соглашение. Запоминается оно тогда, когда видишь, как три записи движутся вместе.
Обновлено
Запись промежутков не трудна. Она условна, а это хуже. Нет рассуждения, которое вело бы от «3 принадлежит этому множеству» к «значит, ставим квадратную скобку»: кто-то так решил, и теперь это надо знать.
Запоминается это по-настоящему тогда, когда видишь, как три способа записи одного множества двигаются одновременно. Потяните за конец ниже, затем переключите его между «включён» и «исключён».
Сдвиньте границу, затем переключите её между «включена» и «исключена». Скобка меняет форму, а точка закрашивается — это две записи одного факта.
Две скобки
Любой промежуток пишется меньшим концом вперёд, большим — следом, и каждый конец несёт одну из двух пометок:
| что имеется в виду | неравенство | запись | на прямой |
|---|---|---|---|
| конец входит | x <= 7 | 7] | закрашенная точка |
| конец не входит | x < 7 | 7) | пустая точка |
Вот и всё соглашение. Остальное — бухгалтерия.
Так что -2 <= x < 5 — две с половиной мысли в одной строке —
превращается в [-2, 5). Квадратная скобка слева говорит, что -2 в множестве;
круглая справа — что 5 нет.
Полезная проверка: форма скобки смотрит туда же, куда и знак. У квадратной скобки конец плоский и закрытый — как чёрточка под знаком ≤. Круглая открыта и скруглена — как простое <.
У бесконечности скобка всегда открытая
У x > 3 нет верхнего конца, поэтому пишут (3, ∞).
Обратите внимание на круглую скобку справа. Это не вопрос вкуса — это
вынужденность. Квадратная скобка означает «этот конец входит в множество», а
бесконечность не число и потому не может входить никуда. Запись [3, ∞]
утверждает, что какое-то значение равно бесконечности, — поэтому любой
учебник считает её ошибкой.
С другой стороны то же самое: x <= 5 — это (-∞, 5]: открыто со стороны бесконечности, закрыто со стороны 5.
Два участка сразу
Некоторые множества не цельные. «Всё, что меньше -2, или больше 5» не укладывается в один промежуток, потому что числа между ними не входят. Соедините куски объединением:
(-∞, -2) ∪ (5, ∞)
Всегда пишите левый кусок первым и никогда наоборот, как [5, -2]. Первое
число промежутка — меньшее, так что перевёрнутый промежуток не описывает ничего.
Чаще всего эта форма встречается в областях определения. Область определения 1/(x-3) — все числа, кроме 3, то есть (-∞, 3) ∪ (3, ∞): прямая с одной выколотой точкой.
От неравенства к промежутку
Большинство заданий дают неравенство и потом просят ответ промежутком, так что обе половины важны одинаково. Сначала решите:
Ответ — x < 5. Нижнего конца нет, а 5 исключена, значит, в записи промежутков это (-∞, 5).
Ловушка при решении: умножение или деление на отрицательное меняет знак на противоположный. -3x <= 12 даёт x >= -4, а не x <= -4, — и если поворот пропущен, промежуток смотрит ровно в другую сторону.
Попробуйте
А потом, прежде чем идти дальше, произнесите ответ вслух как промежуток. Уметь решить и уметь записать — два разных навыка, и баллы теряются на втором.
Частые вопросы
- Что такое запись промежутков?
- Короткий способ записать участок числовой прямой. Указывают оба конца по порядку, меньший первым, а вид скобки говорит, входит ли сам конец: квадратная включает его, круглая исключает. Так [2, 7) означает всё от 2 до 7, не включая 7.
- Когда квадратная скобка, а когда круглая?
- Квадратная — для конца, который принадлежит множеству, круглая — для того, который не принадлежит. Это напрямую соответствует знаку неравенства: «меньше или равно» даёт квадратную, «строго меньше» — круглую. На числовой прямой то же различие — закрашенная точка против пустой.
- Почему у бесконечности всегда круглая скобка?
- Потому что бесконечность — не число, и ничто не может быть ей равно. Квадратную скобку конец получает только тогда, когда множество содержит это значение, а бесконечность не содержится нигде. Поэтому пишут (-∞, 5] или [3, ∞) — никогда квадратную скобку у знака бесконечности.
- Как записать два отдельных участка?
- Соединить их знаком объединения ∪, записав сначала левый участок: (-∞, -2) ∪ (5, ∞) — это всё, что меньше -2, вместе со всем, что больше 5. Так выглядит неравенство со словом «или», и оно постоянно встречается в областях определения, откуда нужно выбросить одно значение.
- Чем это отличается от записи через условие?
- Это два стиля для одних и тех же множеств. Запись промежутков называет два конца и оставляет подробности скобкам; запись через условие выписывает само условие — например, множество тех x, для которых 2 не больше x и x меньше 7. Промежутки короче, и именно их обычно требуют для области определения и множества значений.
Хотите проверить на своих числах?
Решение уравнений Открыть калькулятор