برای یافتن محدوده \( k \)، باید مختصات نقطهی تقاطع دو خط را پیدا کنیم و سپس بررسی کنیم که آیا این مختصات در ناحیه دوم قرار دارد یا نه.
دو معادله داریم:
1. \( 2x - y + k = 1 \)
2. \( x + 5y = 2 + k \)
ابتدا از معادله دوم، \( x \) را بر حسب \( y \) به دست میآوریم:
\[
x = 2 + k - 5y
\]
این مقدار \( x \) را در معادله اول جایگذاری میکنیم:
\[
2(2 + k - 5y) - y + k = 1
\]
\[
4 + 2k - 10y - y + k = 1
\]
\[
3k - 11y = -3
\]
حالا از این معادله \( y \) را به دست میآوریم:
\[
y = \frac{3k + 3}{11} = \frac{3(k + 1)}{11}
\]
حالا \( x \) را از \( x = 2 + k - 5y \) پیدا میکنیم:
\[
x = 2 + k - 5 \left(\frac{3(k + 1)}{11}\right)
\]
\[
x = 2 + k - \frac{15(k + 1)}{11}
\]
بنابراین:
\[
x = 2 + k - \frac{15k + 15}{11}
\]
\[
x = \frac{22 + 11k - 15k - 15}{11}
\]
\[
x = \frac{7 - 4k}{11}
\]
ناحیه دوم با شرط \( x<0 \) و \( y>0 \) تعریف میشود. بنابراین:
برای \( x < 0 \):
\[
\frac{7 - 4k}{11} < 0
\]
\[
7 - 4k < 0
\]
\[
4k > 7
\]
\[
k > \frac{7}{4}
\]
برای \( y > 0 \):
\[
\frac{3(k + 1)}{11} > 0
\]
\[
k + 1 > 0
\]
\[
k > -1
\]
بنابراین محدودهی \( k \) که در ناحیهی دوم قرار میگیرد:
\[
\frac{7}{4} < k
\]
بنابراین گزینه صحیح گزینه (۳) است.