Menu

Запись промежутков

Нельзя рассуждением перейти от «3 входит» к «значит, квадратная скобка» — это соглашение. Запоминается оно тогда, когда видишь, как три записи движутся вместе.

Автор: Nethanel Bar, Сооснователь и генеральный директор

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».

Нижняя граница-2
Верхняя граница5
интервал[-2, 5)неравенство-2 <= x < 5

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 видунеравенствозаписьна прямой
конец входитx <= 77]закрашенная точка
конец не входитx < 77)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.

Graph-8-6-4-202468
[-2, 5). Закрашено в -2, потому что он включён, и пусто в 5, потому что он 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.

Связанные идеи

Coddy programming languages illustration

Изучайте математику с Coddy

НАЧАТЬ