분수식의 절댓값 부등식은 분모를 제곱해 부호 문제를 정리한다

x>1/2. x=−1은 정의되지 않으며 경계 1/2는 제외한다.

노란 케이블이 꽂힌 포트와 비어 있는 옆 포트

사진: Pittigrilli · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

∣x−2x+1∣<1\left|\frac{x-2}{x+1}\right|<1

해를 구하라. x+1을 그대로 곱한 뒤 x−2<x+1만 확인하여 모든 실수라고 쓴 풀이에는 무엇이 빠졌는가?

먼저 x≠−1이다. 절댓값이 1보다 작은 조건은 분수의 제곱이 1보다 작은 조건과 같다. (x+1)²은 정의역에서 양수이므로 부등호 방향을 바꾸지 않고 곱할 수 있다.

(x−2)2<(x+1)2  ⟺  −6x+3<0(x-2)^2<(x+1)^2\iff-6x+3<0

따라서 x>1/2\boxed{x>1/2}다. 얻은 범위에는 −1이 들어 있지 않아 별도의 구멍을 표시할 필요는 없지만 정의역 확인 자체를 생략하지 않는다.

절댓값을 −1<분수<1로 바꿔 두 부등식을 푸는 방법도 가능하다. 단 하나의 위쪽 부등식만 쓰면 아래쪽 조건을 놓친다. x=0에서는 분수가 −2여서 위쪽 <1만 맞지만 절댓값 조건은 틀린다.

경계 x=1/2에서는 절댓값이 정확히 1이므로 제외한다. 교사는 두 풀이의 최종 집합이 같고, 제곱한 분모의 양수 조건을 한 줄로 설명했는지 확인한다.

출처·착안: New GCSE: Inequalities. 문항과 풀이는 새로 작성했다.