数学 高校生 約10年前

最後のKの範囲についてなんですが、どうして、場合分けで終わらずに和集合をとって答えをだすのですか？なぜ、場合分けで終わらないのですか？ 馬鹿な質問かも知れませんが教えて欲しいです、

数学 高校生 10年以上前

青い波線が引いてある所なんですが、何でこうなるんですか？？ 学年末が迫ってるんで、見られた方は、答えてもらえるとすごく助かります！