不等式を満たす自然数を求める

不等式を満たす自然数を求めよう!
  1. まずは不等式を解く。
  2. 不等式を満たす自然数を並べる。
  3. 条件を満たす自然数を選ぶ。

次の各問いに答えよ。

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
200+12(n-10) &\leqq 15n\\
\colorbox{honeydew}{$200$}+12n\colorbox{mistyrose}{$-120$} &\leqq \colorbox{lightcyan}{$15n$}\\
12n\colorbox{lightcyan}{$-15n$} &\leqq \colorbox{mistyrose}{$-200+120$}\\
-3n &\leqq -80\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を -3 で割る ⇒ 向きを変える!}}\\
\dfrac{-3n}{-3} & \colorbox{yellow}{$\geqq$} \dfrac{-80}{-3}\\
n & \geqq \dfrac{80}{3} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 80 \div 3}}\\
すなわち   n & \geqq 26.6 \cdots
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n \geqq 26.6\cdots より n=27,\ 28,\ 29,\ 30,\ \cdots 
※ 26はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最小の自然数 n

n=27

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
600+25(n-20) &\leqq 32n\\
\colorbox{mistyrose}{$600$}+25n\colorbox{mistyrose}{$-500$} &\leqq \colorbox{lightcyan}{$32n$}\\
25n\colorbox{lightcyan}{$-32n$} &\leqq \colorbox{mistyrose}{$-600+500$}\\
-7n &\leqq -100\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を -7 で割る ⇒ 向きを変える!}}\\
\dfrac{-7n}{-7} & \colorbox{yellow}{$\geqq$} \dfrac{-100}{-7}\\
n & \geqq \dfrac{100}{7} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 100 \div 7}}\\
すなわち   n & \geqq 14.2 \cdots
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n \geqq 14.2\cdots より n=15,\ 16,\ 17,\ 18,\ \cdots 
※ 14はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最小の自然数 n

n=15

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
4+\dfrac15(n-4) &> \dfrac12n\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺に 2 \times 5 = 10 をかける!}}\\
\colorbox{palegreen}{$10 \times$} 4 + \colorbox{palegreen}{$10 \times$}\dfrac15(n-4) &> \colorbox{palegreen}{$10 \times$} \dfrac12n\\
40 + 2(n-4) &> 5n\\
\colorbox{mistyrose}{$40$}+2n\colorbox{mistyrose}{$-8$} &> \colorbox{lightcyan}{$5n$}\\
2n\colorbox{lightcyan}{$-5n$} &> \colorbox{mistyrose}{$-40+8$}\\
-3n &> -32\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を -3 で割る ⇒ 向きを変える!}}\\
\dfrac{-3n}{-3} & \colorbox{yellow}{$<$} \dfrac{-32}{-3}\\
n & < \dfrac{32}{3} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 32 \div 3}}\\
すなわち   n &< 10.6 \cdots
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n < 10.6\cdots より n=10,\ 9,\ 8,\ 7,\ \cdots
※ 11はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最大の自然数 n

n=10

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
60(50-n)+100n+100 &\leqq 4000\\
\colorbox{mistyrose}{$3000$}-60n+100n\colorbox{mistyrose}{$+100$} &\leqq 4000\\
-60n+100n &\leqq 4000\colorbox{mistyrose}{$-3000-100$}\\
40n &\leqq 900\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を 40 で割る}}\\
\dfrac{40n}{40} & \leqq \dfrac{900}{40}\\
n & \leqq \dfrac{90}{4} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 90 \div 4}}\\
すなわち   n & \leqq 22.5
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n \leqq 22.5 より n=22,\ 21,\ 20,\ 19,\ \cdots 
※ 23はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最大の自然数 n

n=22

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
3(n+2) &< 7n-15\\
3n\colorbox{mistyrose}{$+6$} &< \colorbox{lightcyan}{$7n$}-15\\
3n\colorbox{lightcyan}{$-7n$} &< -15\colorbox{mistyrose}{$-6$}\\
-4n &< -21\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を -4 で割る ⇒ 向きを変える!}}\\
\dfrac{-4n}{-4} & \colorbox{yellow}{$>$} \dfrac{-21}{-4}\\
n & > \dfrac{21}{4} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 21 \div 4}}\\
すなわち   n & > 5.25
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n > 5.25 より n=6,\ 7,\ 8,\ 9,\ \cdots 
※ 5はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最小の自然数 n

n=6

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
13(n+5) &\geqq 7n+200\\
13n\colorbox{mistyrose}{$+65$} &\geqq \colorbox{lightcyan}{$7n$}+200\\
13n\colorbox{lightcyan}{$-7n$} &\geqq 200\colorbox{mistyrose}{$-65$}\\
6n &\geqq 135\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を 6 で割る}}\\
\dfrac{6n}{6} & \geqq \dfrac{135}{6}\\
n & \geqq \dfrac{45}{2} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 45 \div 2}}\\
すなわち   n &\geqq 22.5
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n \geqq 22.5 より n=23,\ 24,\ 25,\ 26,\ \cdots 
※ 22はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最小の自然数 n

n=23

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
2(5-n) &> 4(n-3)\\
\colorbox{mistyrose}{$10$}-2n &> \colorbox{lightcyan}{$4n$}-12\\
-2n\colorbox{lightcyan}{$-4n$} &> -12\colorbox{mistyrose}{$-10$}\\
-6n &> -22\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を -6 で割る ⇒ 向きを変える!}}\\
\dfrac{-6n}{-6} & \colorbox{yellow}{$<$} \dfrac{-22}{-6}\\
n & < \dfrac{11}{3} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 11 \div 3}}\\
すなわち   n &< 3.66 \cdots
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n < 3.66\cdots より n=3,\ 2,\ 1
※ 4はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最大の自然数 n

n=3

まずは不等式を解きます。

\begin{align*}
\dfrac{n+4}{6} & \leqq \dfrac{11}{3}-\dfrac{n}{2}\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺に 6 = 3 \times 2 をかける!}}\\
\colorbox{palegreen}{$6 \times$}\dfrac{n+4}{6} & \leqq \colorbox{palegreen}{$6 \times$} \dfrac{11}{3}-\colorbox{palegreen}{$6 \times$} \dfrac{n}{2}\\
n\colorbox{mistyrose}{$+4$} &\leqq 22\colorbox{lightcyan}{$-3n$}\\
n\colorbox{lightcyan}{$+3n$} &\leqq 22 \colorbox{mistyrose}{$-4$}\\
4n &\leqq 18\\
& \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 両辺を 4 で割る}}\\
\dfrac{4n}{4} & \leqq \dfrac{18}{4}\\
n & \leqq \dfrac{9}{2} \textcolor{orange}{\footnotesize\phase{\ 9 \div 2}}\\
すなわち   n &\leqq 4.5
\end{align*}

不等式を満たす自然数を並べます。
n \leqq 4.5 より n=4,\ 3,\ 2,\ 1
※ 5はダメ!

条件を満たす自然数を選びましょう。
不等式を満たす最大の自然数 n

n=4
  • 20210604…初版公開。問題数8。

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