Продолжение
Начало – здесь
Теория
Рассмотрим дробно-рациональное неравенство вида
$\frac{f(x)}{g(x)}\vee 0$, где $\vee -$ один из знаков $<,\;\leq,\;>,\;\geq$ и $f(x),\; g(x) – $ рациональные выражения.
Заметим, областью определения дробно-рационального выражения $\frac{f(x)}{g(x)}$ является $g(x)\neq 0$.
Мы сведем решение дробно-рациональных неравенств к решению рациональных неравенств методом интервалов следующим образом:
Неравенство $\frac{f(x)}{g(x)}>0$ равносильно неравенству $f(x)\cdot g(x)>0$
Неравенство $\frac{f(x)}{g(x)}<0$ равносильно неравенству $f(x)\cdot g(x)<0$
Неравенство $\frac{f(x)}{g(x)}\leq 0$ равносильно неравенству $f(x)\cdot g(x)\leq 0$, при условии $g(x)\neq 0$
Неравенство $\frac{f(x)}{g(x)}\geq 0$ равносильно неравенству $f(x)\cdot g(x)\geq 0$, при условии $g(x)\neq 0$
Пример 1.
Решить неравенство: $\frac{x-2}{3x+5}\leq 0$
Решение: + показать
Неравенство $\frac{x-2}{3x+5}\leq 0$ равносильно следующей системе:
$\begin{cases}
(x-2)(3x+5)\leq 0,
\\3x+5\neq 0;
\end{cases}$
Решаем исходное неравенство как обычное рациональное неравенство, при этом обязательно «выкалываем» точку $x=-\frac{5}{3}$.
Ответ: $(-\frac{5}{3};2]$.
Пример 2.
Решить неравенство: $\frac{(x-4)(x-3)(3x-7-x^2)}{x^2+x-2}>0$
Решение: + показать
Исходное неравенство равносильно следующему:
$(x-4)(x-3)(3x-7-x^2)(x^2+x-2)>0$
Разложим на множители последнюю скобку неравенства:
$x^2+x-2=(x-1)(x+2)$ (пользуясь п.7).
А вот квадратный трехчлен $(3x-7-x^2)$ на множители не раскладывается, так как $D<0$.
Это означает, что выражение принимает только знак «-». Действительно, возьмите любое число, например, 0, подставьте в $(3x-7-x^2)$, – получите -7. А сменить этот знак квадратному трехчлену на другой просто негде – нулей-то нет.
Поэтому, мы можем сократить обе части исходного неравенства на отрицательную величину $(3x-7-x^2)$, при этом поменяв знак неравенства на $<$.
Итак, решаем следующее неравенство
$(x-4)(x-3)(x-1)(x+2)<0$, равносильное исходному.
Ответ: $(-2;1)\cup(3;4)$.
Пример 3.
Решить неравенство: $\frac{x^3+5x-6}{x+2}\geq 0$
Решение: + показать
Исходное неравенство равносильно следующей системе:
$\begin{cases}
(x^3+5x-6)(x+2)\geq 0,
\\x+2\neq 0;
\end{cases}$
Заметим,
$x^3+5x-6=x^3-x+6x-6=x(x^2-1)+6(x-1)=$
$=x(x-1)(x+1)+6(x-1)=(x-1)(x^2+x+6)$
При этом $x^2+x+6>0$ на R.
То есть исходное неравенство равносильно следующему (сократили обе части на $x^2+x+6$):
$(x-1)(x+2)\geq 0$ при условии, что $x+2\neq 0$.
Поэтому
Ответ: $(-\infty;-2)\cup[1;+\infty)$.
Пример 4.
Решить неравенство: $\frac{2x+3}{x^2+x-12}\leq \frac{1}{2}$
Решение: + показать
Первое, что необходимо сделать – перенести $\frac{1}{2}$ влево и привести к общему знаменателю:
$\frac{2x+3}{x^2+x-12}-\frac{1}{2}\leq 0$
$\frac{2(2x+3)-(x^2+x-12)}{2(x^2+x-12)}\leq 0$
$\frac{4x+6-x^2-x+12}{2(x^2+x-12)}\leq 0$
$\frac{-x^2+3x+18}{2(x^2+x-12)}\leq 0$
Домножим обе части неравенства на -1, поменяв при этом знак неравенства:
$\frac{x^2-3x-18}{2(x^2+x-12)}\geq 0$
Исходное неравенство равносильно следующей системе:
$\begin{cases}
(x^2-3x-18)(x^2+x-12)\geq 0,
\\x^2+x-12\neq 0;
\end{cases}$
Далее, после разложения на множители, имеем:
$\begin{cases}
(x-6)(x+3)(x-3)(x+4)\geq 0,
\\(x-3)(x+4)\neq 0;
\end{cases}$
Ответ: $(-\infty;-4)\cup[-3;3)\cup[6;+\infty)$.
Пример 5.
Решить неравенство: $\frac{1}{x-2}+\frac{1}{x-1}\geq \frac{1}{x}$
Решение: + показать
Первое, что необходимо сделать – перенести $\frac{1}{x}$ влево и привести все три дроби к общему знаменателю:
$\frac{x(x-1)+x(x-2)-(x-2)(x-1)}{(x-2)(x-1)x}\geq 0$
Производим преобразования:
$\frac{x^2-x+x^2-2x-x^2+3x-2}{(x-2)(x-1)x}\geq 0$
$\frac{x^2-2}{(x-2)(x-1)x}\geq 0$
Исходное неравенство равносильно следующей системе:
$\begin{cases}
(x^2-2)(x-2)(x-1)x\geq 0,
\\(x-2)(x-1)x\neq 0;
\end{cases}$
После разложения на множители в первой строке системы имеем:
$\begin{cases}
(x-\sqrt2)(x+\sqrt2)(x-1)(x-2)x\geq 0,
\\(x-2)(x-1)x\neq 0;
\end{cases}$
Ответ: $[-\sqrt2;0)\cup(1;\sqrt2]\cup(2;+\infty)$.
Вы можете пройти тест по теме “Метод интервалов для дробно-рациональных неравенств”.
Добрый день,подскажите, пожалуйста, почему в примере2 при делении неравенства на(3x-7-x^2) меняется знак?
Потому что значение выражения 3x-7-x^2 всегда отрицательно при любом х
почему во втором задании точки 3 и 4 выколоты??
Неравенство строгое! Все точки выкалываются.
В шестом примере двойка в знаменателе при составлении системы не написана. Она просто не учитывается?
А, я понял. 2≥0
Это же логично