Тема 15. Решение неравенств

15.03 Рациональные неравенства и метод интервалов

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела решение неравенств
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#1302Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

-(x-−--e)(x2-−-e)-
(2x − e)(x2 + e) ≤ 0
Показать ответ и решение

ОДЗ:

(2x − e)(x2 + e) ⁄= 0

Решим полученное неравенство методом интервалов. Для этого найдём нули числителя и знаменателя.

1) Нули числителя находятся из уравнения

                                       √ --     √ --
(x − e)(x2 − e) = 0   ⇔    (x − e)(x −   e)(x +   e) = 0
Произведение выражений равно нулю в том и только том случае, когда хотя бы одно из них равно нулю и все они не теряют смысл, тогда нули числителя:
                    √ --               √ --
x =  e,         x =   e,         x = −   e

2) Найдём нули знаменателя:

(2x − e)(x2 + e) = 0
так как x2 ≥ 0  , то x2 + e ≥ e > 0  , следовательно, знаменатель обращается в 0  только при x =  e-
     2  .

Сравним e-
2  и √e--  . Так как e->  0
2  и √e--> 0  , то

 e  √ --            e2                  e                    e
--∗   e     ⇔       --∗ e     ⇔       e ⋅-∗ e ⋅ 1    ⇔       -∗ 1,
2                   4                   4                    4
таким образом, ∗ – это знак <  .

По методу интервалов:
 
PIC
 
откуда

    [  √ -- e)   √ --
x ∈   −  e; -- ∪ [ e;e].
            2
В этом ответе ОДЗ уже учтено (мы учли его, когда выкололи на числовой прямой нули знаменателя).
Ответ:

[ √ -- e)    √--
 −  e; -- ∪ [ e;e ]
       2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#1313Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x3 +-3x-+-14-
x2 − 5x + 7  ≥ 0
Показать ответ и решение

ОДЗ:

x2 − 5x + 7 ⁄=  0

Найдём нули числителя:

 3
x +  3x + 14 = 0
Можно угадать корень x = − 2  . Знание корня многочлена позволяет поделить его столбиком на x − x0   , где x0   – его корень, тогда
                     |
x3 + 0x2 + 3x + 14   |-----x +-2-----
x3-+-2x2-            | x2 − 2x + 7
   − 2x2 + 3x        |
   − 2x2 − 4x        |
   --------7x-+ 14   |
                     |
           7x-+-140-  |
                     |
Так как x2 − 2x + 7 = (x − 1)2 + 6 > 0,  то многочлен x2 − 2x + 7  не имеет корней. Следовательно, полное разложение числителя на множители:
x3 + 3x + 14 =  (x + 2)(x2 − 2x +  7)
Найдём нули знаменателя:
 2                                   2
x  − 5x + 7 = 0      ⇔      (x − 2,5) +  0,75 = 0,
но (x − 2,5)2 + 0,75 > 0  , следовательно, знаменатель левой части исходного неравенства положителен при любом x  . В итоге исходное неравенство равносильно
(x + 2)(x2 − 2x + 7)
-----2--------------≥  0     ⇔       x + 2 ≥ 0.
    x  − 5x + 7
Так как по ОДЗ подходят любые x ∈ ℝ  , то окончательный ответ: x ≥ − 2.
Ответ:

[− 2;+ ∞ )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#1337Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

 (x+ 3)(x2− 5)
(2x−-3)(2x2−-5) ≥ 0.
Показать ответ и решение

Выпишем ОДЗ:       (      )
(2x − 3) 2x2− 5 ⁄= 0.

Решим полученное неравенство методом интервалов. Для этого найдём нули числителя и знаменателя.

1) Нули числителя находятся из уравнения

    (x +3)(x2− 5)= 0
      (   √-) (   √-)
(x+ 3) x−  5   x+  5  = 0

Произведение выражений равно нулю в том и только том случае, когда хотя бы одно из них равно нулю и все они не теряют смысл. Тогда найдем нули числителя:

            √-        √-
x = −3,  x=  5,  x= −  5

2) Найдём нули знаменателя:

            (      )
      (2x − 3) 2x2− 5 = 0
      (    ∘---)(   ∘ --)
(2x − 3) x −  2,5  x+   2,5  = 0
         ⌊
         |  x=∘1,5-
         |⌈ x=   2,5
          x = −∘2,5-

По методу интервалов имеем:

PIC

Отсюда окончательно

             [          )  (       )  [      )
x ∈ (− ∞;− 3]∪  −√5;− ∘2,5 ∪  1,5;∘2,5 ∪  √5;+∞
Ответ:

 (−∞; −3]∪ [− √5;−√2,5)∪ (1,5;√2,5)∪ [√5;+∞ )

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

2

Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением/включением граничных точек,

1

ИЛИ

получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

При этом в первом случае выставления 1 балла допускаются только ошибки в строгости неравенства: «<  » вместо «≤ » или наоборот. Если в ответ включено значение переменной, при котором одна из частей неравенства не имеет смысла, то выставляется оценка «0 баллов».

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#1786Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

(x-−-5)(x2 −-15)-
(x − 7)(x2 + 2π) ≥ 0
Показать ответ и решение

ОДЗ:

{
  x − 7 ⁄= 0
   2                 ⇔      x ⁄= 7.
  x +  2π ⁄= 0
Решим исходное неравенство методом интервалов. Для этого найдём нули числителя и знаменателя.

1) Нули числителя находятся из уравнения

(x − 5)(x2 − 15) = 0

Произведение выражений равно нулю в том и только том случае, когда хотя бы одно из них равно нулю и все они не теряют смысл, тогда нули числителя:

                      √ ---
x =  5,         x = ±   15

2) Нули знаменателя находятся из уравнения

(x − 7)(x2 + 2π) = 0

Так как при любом x  выполнено x2 ≥ 0  , то при любом x  выполнено x2 + 2π ≥ 2π >  0  , тогда нули знаменателя:

x = 7.

По методу интервалов:
 
PIC
 
откуда             √ ---   √ ---
x ∈ (− ∞; −   15] ∪ [ 15;5] ∪ (7;+ ∞ ).
В этом ответе ОДЗ уже учтено (мы учли его, когда выкололи на числовой прямой нули знаменателя).

Ответ:

        √ ---   √ ---
(− ∞; −   15] ∪ [ 15;5] ∪ (7;+ ∞ )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#1787Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство:

(x2 +-2x-+-2)(25 −-10x-+-x2)-
     (x − 5)(17x2 + 16)      ≤ 0
Показать ответ и решение

Найдем ОДЗ:

{
  x − 5 ⁄= 0
     2                 ⇔      x ⁄=  5
  17x  + 16 ⁄= 0
Решим исходное неравенство методом интервалов. Для этого найдём нули числителя и знаменателя.

1) Нули числителя находятся из уравнения

(x2 + 2x + 2)(25 − 10x + x2) = 0     ⇔       ((x + 1 )2 + 1)(5 − x)2 = 0

Произведение выражений равно нулю в том и только том случае, когда хотя бы одно из них равно нулю и все они не теряют смысл, тогда нули числителя:

x =  5
так как при любом x  выполнено (x + 1)2 + 1 ≥ 1 > 0  .

2) Нули знаменателя находятся из уравнения

(x − 5)(17x2 + 16) = 0

Так как при любом x  выполнено x2 ≥ 0  , то при любом x  выполнено 17x2 + 16 > 0  , тогда нули знаменателя:

x =  5

По методу интервалов:
 
PIC
 
Отсюда x ∈ (− ∞; 5)  .
В этом ответе ОДЗ уже учтено (мы учли его, когда выкололи на числовой прямой нули знаменателя).

Ответ:

(− ∞; 5)

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#1788Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x6-+-x3-−-2-
x4 − x2 + 1 ≥  0
Показать ответ и решение

ОДЗ:

x4 − x2 + 1 ⁄= 0

Найдём нули числителя:

  6    3
x  + x  − 2 = 0
Сделаем замену x3 = t  :
2                            −-1-±-3
t + t − 2 = 0     ⇔      t =    2
тогда
[                     [      √ --
 x3 = − 2              x = −  32
   3          ⇔
  x  = 1                 x = 1

При произвольном a

x3 + a3 = (x + a)(x2 − ax + a2) = (x + a)((x − 0,5a)2 + 0,75a2),
тогда при a ⁄= 0  знак суммы x3 + a3   совпадает со знаком x + a  .

 

Найдём нули знаменателя:

  4    2
x  − x  + 1 = 0
Сделаем замену x2 = t ≥ 0  :
t2 − t + 1 = 0     ⇔      (t − 0,5)2 + 0, 75 = 0,
но          2
(t − 0,5) + 0, 75 > 0  , следовательно, знаменатель левой части исходного неравенства положителен при любых x ∈ ℝ  .

Таким образом, исходное неравенство равносильно неравенству

            3√ --
(x − 1)(x +   2) ≥ 0

По методу интервалов
 
PIC
 
откуда ответ с учётом ОДЗ:

            3√ --
x ∈ (− ∞; −   2] ∪ [1;+∞ ).
Ответ:

        √3--
(− ∞; −   2] ∪ [1;+ ∞ )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#1789Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x3-−-3πx2-+-3π2x-−--π3-
 x3 + 2ex2 + 3x + 6e   > 0
Показать ответ и решение

ОДЗ:

x3 + 2ex2 + 3x + 6e ⁄=  0

Найдём нули числителя:

  3      2     2      3                       3
x  − 3 πx  + 3π x − π  =  0     ⇔      (x − π)  = 0     ⇔       x = π

Найдём нули знаменателя:

x3 + 2ex2 + 3x + 6e =  0     ⇔      x2(x + 2e ) + 3(x + 2e) = 0    ⇔
          2
 ⇔      (x  + 3)(x + 2e) = 0     ⇔       x = − 2e.

Так как при любом x ∈ ℝ  выполнено   2
x  + 3 > 0  , то исходное неравенство равносильно неравенству

(x-−-π)3-
 x + 2e  > 0

По методу интервалов
 
PIC
 
таким образом, с учётом ОДЗ ответ:

x ∈ (− ∞; − 2e) ∪ (π; +∞ ).
Ответ:

(− ∞; − 2e) ∪ (π; +∞  )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#1790Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x5-+-4x3-−-5x-
 x3 + 5x − 42 ≤  0
Показать ответ и решение

ОДЗ:

x3 + 5x − 42 ⁄= 0

Найдём нули числителя:

  5     3                         4     2
x  + 4x  − 5x =  0     ⇔      x (x + 4x  −  5) = 0
Решим уравнение x4 + 4x2 − 5 = 0  при помощи замены x2 = t ≥ 0  :
 2
t + 4t − 5 = 0     ⇔       t = − 2 ± 3,
откуда x2 = 1  , следовательно, x =  ±1  .

 

Найдём нули знаменателя:

x3 + 5x − 42 = 0
Можно угадать корень x = 3  . Знание корня многочлена позволяет поделить его столбиком на x − x0   , где x0   – его корень, тогда
 3     2             |
x +  0x  + 5x − 42   |-----x −-3-----
x3-−-3x2-            | x2 + 3x + 14
     3x2 + 5x        |
     3x2-−-9x-       |
          14x − 42   |
          14x-−-42-  |
                 0   |
Так как
 2                      2
x  + 3x + 14 = (x + 1,5)  + 11,75 > 0,
то полное разложение знаменателя на множители:
x3 + 5x − 42 = (x − 3)(x2 + 3x + 14)

По методу интервалов
 
PIC
 
откуда ответ с учётом ОДЗ:

x ∈ [− 1;0 ] ∪ [1; 3).
Ответ:

[− 1;0] ∪ [1;3)

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#1791Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x4 +-4x3 +-6x2 +-8x-+-8-  ---------5 −-x2---------
        x2 − 5          − x4 + 4x3 + 6x2 + 8x + 8 ≥  2.
Показать ответ и решение

ОДЗ:

{
  x2 − 5 ⁄= 0
   4     3     2
  x  + 4x  + 6x  + 8x + 8 ⁄= 0
Подробнее рассмотрим левую часть второго неравенства из ОДЗ:

 4     3     2               4     3     2      2
x  + 4x  + 6x  + 8x + 8 = (x  + 4x  + 4x  ) + (2x + 8x + 8) =
 = x2(x2 + 4x + 4) + 2(x2 + 4x + 4) = (x2 + 2)(x2 + 4x + 4) = (x2 + 2)(x + 2 )2.

Таким образом, ОДЗ:

{
  x ⁄= ± √5--

  x ⁄= − 2.
Исходное неравенство равносильно неравенству

x4 +-4x3 +-6x2 +-8x-+-8-  ---------x2-−-5---------
        x2 − 5          + x4 + 4x3 + 6x2 + 8x + 8 ≥  2.

Обозначим

x4 + 4x3 + 6x2 + 8x + 8
----------2-------------=  y
         x  − 5
Тогда последнее неравенство на ОДЗ примет вид

    1-
y + y ≥  2.        (∗)

Рассмотрим три случая:
1) y > 0  , тогда неравенство (∗)  равносильно

 2                       2                                2
y  + 1 ≥ 2y     ⇔       y −  2y + 1 ≥ 0     ⇔      (y − 1)  ≥ 0,
то есть все y > 0  являются его решениями (так как z2 ≥ 0  – при любом z  ).
2) y = 0  , тогда левая часть неравенства (∗)  не определена.
3) y < 0  , тогда неравенство (∗)  равносильно
y2 + 1 ≤ 2y     ⇔       y2 − 2y + 1 ≤ 0     ⇔      (y − 1)2 ≤ 0,
но при y ⁄= 1  выполнено        2
(y − 1) >  0  , то есть среди y < 0  решений нет.

 

Таким образом, на ОДЗ исходное неравенство равносильно неравенству

x4 + 4x3 + 6x2 + 8x + 8                 (x2 + 2)(x + 2)2
----------2-------------> 0     ⇔       ------2--------->  0.
        x  − 5                               x −  5

Числитель последнего неравенства положителен на ОДЗ, тогда оно (а, значит, и исходное неравенство) на ОДЗ равносильно неравенству

x2 − 5 > 0,
решениями которого будут             √ --   √ --
x ∈ (− ∞; −   5) ∪ ( 5;+ ∞ ).
Пересечём его решения с ОДЗ:
           √ --    √ --
x ∈ (− ∞; −  5) ∪ (  5;+ ∞ ).
Ответ:

        √ --   √ --
(− ∞; −   5) ∪ ( 5;+ ∞ )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 30#2092Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство (x−-1)(x-+-2)≤ 0.
(x− 3)(x + 4)

Показать ответ и решение

Найдем ОДЗ:

(x− 3)(x+ 4)⁄= 0.

Решим исходное неравенство методом интервалов. Для этого найдём нули числителя и знаменателя.

1) Нули числителя находятся из уравнения

(x− 1)(x+ 2)= 0.

Произведение выражений равно нулю в том и только том случае, когда хотя бы одно из них равно нулю и все они не теряют смысл, тогда нули числителя:

x= 1,   x = −2.

2) Найдём нули знаменателя:

                        [
(x− 3)(x+ 4)= 0    ⇔      x = 3
                         x= −4

По методу интервалов:

PIC

Откуда

x ∈(−4;− 2]∪ [1;3).

В этом ответе ОДЗ уже учтено (мы учли его, когда выкололи на числовой прямой нули знаменателя).

Ответ:

(−4;−2]∪ [1;3)

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 31#2122Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

-x---+ x−-5< -2x--.
x− 3    x    3 − x
Показать ответ и решение

Перенесем слагаемые в одну сторону и приведем все дроби к общему знаменателю:

   -x--+ x-− 5-−-2x--<0
   x− 3    x    3− x
   -x--+ x-− 5-+-2x--<0
   x− 3    x    x− 3
x⋅x-+(x−-5)(x−-3)+2x-⋅x< 0
        (x− 3)x
      4x2− 8x+ 15
      --x(x−-3)--< 0

Попробуем разложить числитель 4x2 − 8x +15  на множители. Для этого решим уравнение 4x2− 8x+ 15= 0.  Так как дискриминант данного уравнения меньше нуля, то оно не имеет корней, следовательно, левая часть не раскладывается на множители.

Таким образом, данный квадратичный трехчлен принимает значения строго одного знака: либо всегда положителен, либо всегда отрицателен. Для того, чтобы найти этот знак, подставим любое число вместо x,  например, x= 0,  и получим 15 > 0.  Следовательно, для любого x  квадратичный трехчлен положителен.

Так как мы имеем право делить неравенство на любое строго положительное выражение, то можно разделить его правую и левую части на 4x2− 8x+ 15.  Тогда неравенство примет вид

---1---< 0
x(x− 3)

Решим его методом интервалов:

PIC

Таким образом, неравенству удовлетворяют

x ∈(0;3)
Ответ:

 (0;3)

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

2

Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением/включением граничных точек,

1

ИЛИ

получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

При этом в первом случае выставления 1 балла допускаются только ошибки в строгости неравенства: «<  » вместо «≤ » или наоборот. Если в ответ включено значение переменной, при котором одна из частей неравенства не имеет смысла, то выставляется оценка «0 баллов».

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 32#2123Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x-−-22-≤ -x2−-2-.
4− 3x    x − 12
Показать ответ и решение

Перенесем все слагаемые в левую часть и приведем их к общему знаменателю:

         2                 2
  (x-−-2)(x-−-12)2− (x2−-2)(4-− 3x-)-≤0
        (4− 3x )(x − 12)
        -(x-− 2)(4x2−-16)
        (3x2− 4)(x2− 12) ≥ 0

√-----(x−√-2)⋅4(x-− 2)(x√+-2)--√--≥ 0
( 3x− 2)( 3x+ 2)(x− 2 3)(x+ 2 3)

Решим полученное неравенство методом интервалов:

PIC

Таким образом, решением неравенства будут

              (        )
      √ -        -2- 2--         √-
x ∈(−2  3;− 2]∪ − √3 ;√3  ∪{2}∪ (2 3;+∞ )
Ответ:

(  √-   ]  (  2---2-)       (√ -    )
− 2 3;−2 ∪  − √3;√3  ∪ {2}∪ 2  3;+ ∞

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

2

Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением/включением граничных точек,

1

ИЛИ

получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

При этом в первом случае выставления 1 балла допускаются только ошибки в строгости неравенства: «<  » вместо «≤ » или наоборот. Если в ответ включено значение переменной, при котором одна из частей неравенства не имеет смысла, то выставляется оценка «0 баллов».

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 33#2216Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

2x2+-3-− 1−2-14x + --54-2-≤0
x + 2x  x − 2x   (2 − x)
Показать ответ и решение

Приведем все дроби к общему знаменателю с учетом (2− x)2 =(x − 2)2 :

             -2x+-3-− 1-−-14x-+ --54--2 ≤ 0
             x(x+ 2)  x(x− 2)  (x− 2)
    (2x-+-3)(x−-2)2-− (1−-14x)(x-+2)(x−-2)+-54x(x+-2)≤ 0
                   x(x+ 2)(x− 2)2
(2x3− 5x2− 4x + 12)− (−14x3+ x2+ 56x− 4)+ (54x2+ 108x)
-------------------x(x+-2)(x−-2)2-------------------≤ 0

                16x3+-48x2+-48x-+-16-≤ 0
                   x(x+ 2)(x− 2)2
                 16(x3+ 3x2+ 3x+ 1)
                 --x(x+-2)(x−-2)2--≤ 0

Заметим, что по формуле куба суммы

x3+3x2 +3x +1 = (x +1)3,

Cледовательно, имеем:

  16(x+ 1)3
x(x+-2)(x−-2)2 ≤ 0

Решим полученное неравенство методом интервалов:

PIC

Тогда нам подходят x∈ (−∞; −2)∪ [−1;0).

Ответ:

 (−∞; −2)∪ [− 1;0)

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 34#18903Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство:

5x − 8
2x-−-4 > 1
Показать ответ и решение

    5x−-8
    2x− 4 > 1
5x − 8  2x− 4
2x-− 4 − 2x−-4 > 0
5x− 8− (2x− 4)
----2x−-4-----> 0
  3x− 4
  2(x−-2)->0 | ⋅2

    3x−-4 > 0
     x− 2

По методу интервалов получим:

PIC

Итого ответ    (     4)
x ∈  −∞; 3  ∪(2;+ ∞ ).

Ответ:

    (      )
          4
x ∈  − ∞; 3  ∪(2;+∞ )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 35#18904Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство:          1
x ≤ 3− x-−-1  .

Показать ответ и решение
         1             1
x ≤ 3 − x−-1-⇔ x − 3+ x-− 1-≤ 0 ⇔
        (x − 3)(x − 1)   1         x2 − 3x − x + 3+ 1
      ⇔ ------------ + -----≤ 0 ⇔ -----------------≤ 0 ⇔
            x − 1      x− 1         2   x− 1             2
                                ⇔  x-−-4x+-4-≤ 0 ⇔ (x−-2)-≤ 0.
                                     x − 1          x − 1
По методу интервалов получим ответ x ∈ (− ∞; 1)∪ {2} .
Ответ:

x ∈ (− ∞; 1)∪{2}

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 36#18905Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство:

    2x − 17  x− 5
3 − x-−-5-> x+-2-
Показать ответ и решение

Имеем:

                   2x-− 17  x−-5-
                3−  x − 5 > x+ 2
  3(x− 5)(x + 2)   (2x − 17)(x+ 2)   (x− 5)2
  -(x−-5)(x+-2) − -(x-− 5)(x+-2)-− (x−-5)(x+-2) > 0
                                       2
     3(x−-5)(x-+2)−-(2x−-17)(x+-2)−-(x-−-5)- > 0
                 (x− 5)(x +2)
3x2-− 15x-+6x-− 30−-2x2−-4x+-17x+-34−-x2+-10x−-25
                 (x− 5)(x +2)                  > 0
               --14x−-21--
               (x− 5)(x +2) > 0 | :7
                    2x− 3
                 (x−-5)(x-+2) > 0

По методу интервалов получим:

PIC

Итого ответ x ∈(−2;1,5)∪(5;+∞ ).

Ответ:

x ∈ (− 2;1,5) ∪(5;+∞ )

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 37#70241Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

x3-− 1  x5-−-x2
 4x2  ≤    x2  .
Показать ответ и решение

Запишем ограничения, определяющие ОДЗ:

{
 4x2 ⁄= 0
  2
 x  ⁄= 0

Таким образом, x ⁄= 0  .

Переходим к решению неравенства.

x3 − 1  4x5 − 4x2
-4x2--≤ ---4x2---,

 3        5    2
x-−-1−  4x-−-4x-≤ 0,
 4x2      4x2

 3       5     2
x-−-1−-4x2--+-4x-≤ 0,
      4x

4x5 −-4x2 −-x3-+-1
      4x2       ≥ 0,

  2  3        3
4x-(x-−-1)−2-(x-−-1) ≥ 0,
        4x

(4x2-− 1)(x3 −-1)
      4x2       ≥ 0,

(2x-−-1)(2x+-1)(x3 −-1)
         4x2          ≥ 0.

Нули числителя:   1
± 2,1  .
Нули знаменателя: 0  .
Используем метод интервалов:

PIC

Забираем те промежутки, на которых стоит знак «+», включая все закрашенные точки и исключая выколотые: x ∈ [− 12;0)∪ (0; 12]∪ [1;+ ∞ )  .

Ответ:

x ∈ [− 1;0)∪ (0; 1]∪ [1;+ ∞ )
      2       2  .

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

2

Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением/включением граничных точек,

1

ИЛИ

получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

При этом в первом случае выставления 1 балла допускаются только ошибки в строгости неравенства: «<  » вместо «≤ » или наоборот. Если в ответ включено значение переменной, при котором одна из частей неравенства не имеет смысла, то выставляется оценка «0 баллов».

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 38#78011Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство

4+ 4x2− 32x       36− 2x− x2
---x-− 8---− 5x≤ ---x−-5--- +7.
Показать ответ и решение

ОДЗ:

{
 x− 8 ⁄=0,
 x− 5 ⁄=0,

то есть x ∈(−∞; 5)∪(5;8)∪(8;+∞ ).
Все слагаемые переносим в левую часть неравенства и приводим к общему знаменателю:

4 +4x2− 32x       36 − 2x − x2
----x−-8--- − 5x −--x-−-5---− 7≤ 0,

(4x2−-32x+-4)(x-−-5)+-(x2+-2x−-36)(x−-8)−-(5x-+-7)(x−-8)(x-− 5)-≤ 0,
                      (x− 8)(x− 5)

  3    2     2                 3    2   2
4x-−-20x--− 32x-+-160x+-4x−-20+-x-−-8x-+-2x-− 16x-− 36x+
                    (x− 8)(x − 5)

+288−-5x3+-58x2− 109x−-280 ≤0,
        (x − 8)(x− 5)

--3x-− 12--≤ 0,
(x− 8)(x− 5)

  3(x− 4)
(x−-8)(x−-5) ≤ 0.

Воспользуемся методом интервалов:

PIC

С учетом ОДЗ x ∈(−∞; 4]∪(5;8).

Ответ:

x ∈(−∞; 4]∪(5;8)

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

2

Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением/включением граничных точек,

1

ИЛИ

получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

При этом в первом случае выставления 1 балла допускаются только ошибки в строгости неравенства: «<  » вместо «≤ » или наоборот. Если в ответ включено значение переменной, при котором одна из частей неравенства не имеет смысла, то выставляется оценка «0 баллов».

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 39#2093Максимум баллов за задание: 2

В неравенстве

(x-−-1-) ⋅ f(x-)
(x +  1)(x2 − e) > 0

вставьте вместо f(x)  функцию, определённую на ℝ  такую, чтобы ответом полученного неравенства служило множество (− ∞; − 2)  . Приведите хотя бы один пример такой f(x)  .

Показать ответ и решение

ОДЗ:

{
  x ⁄= − 1
   2
  x −  e ⁄= 0

Покажем, что в качестве искомой функции подходит f(x) = − (x − 1)(x +  1)(x2 − e)(x + 2)  :

исходное неравенство примет вид

  (x − 1)(x − 1)(x + 1)(x2 − e)(x + 2)            (x − 1)2(x + 1)(x2 − e)(x +  2)
− ------------------------------------>  0   ⇔    ------------------------------<  0
             (x + 1 )(x2 − e)                               (x + 1 )(x2 − e)

Последнее неравенство на ОДЗ равносильно неравенству

(x-−--1)2(x-+-2)-
      1        <  0

Решим полученное неравенство методом интервалов. Для этого найдём нули числителя и знаменателя.

1) Нули числителя находятся из уравнения

(x −  1)2(x + 2) = 0
Произведение выражений равно нулю в том и только том случае, когда хотя бы одно из них равно нулю и все они не теряют смысл, тогда нули числителя:
x = 1,         x = − 2

2) Знаменатель нигде не обращается в 0  .

По методу интервалов:
 
PIC
 
откуда x ∈ (− ∞; − 2).  Пересекая полученный ответ с ОДЗ, получим требуемое:

x ∈ (− ∞; − 2).
Ответ:

f (x ) = − (x − 1)(x + 1)(x2 − e)(x + 2)

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 40#2124Максимум баллов за задание: 2

Решите неравенство:

--1----+ ------4------≤  ---1---+  ---------4----------
x2 − 4   2x2 + 7x + 6    2x + 3    2x3 + 3x2 − 8x − 12

 

Источник: Сборник задач по математике для поступающих во ВТУЗы под редакцией М.И.Сканави

Показать ответ и решение

Разложим на множители выражения

2x2 + 7x + 6   и  2x3 + 3x2 − 8x −  12
Решим сначала уравнение
  2                                          3
2x +  7x + 6 = 0   ⇒    x1 = − 2  и   x2 = − 2-
Тогда выражение можно переписать в виде
                (       )
2x2 + 7x + 6 = 2  x + 3-  (x + 2) = (2x +  3)(x +  2)
                      2

Решим уравнение

2x3 + 3x2 − 8x − 12 =  0
Оно является кубическим. Т.к. остальные знаменатели содержат скобки (x − 2)  , (x + 2)  , (2x +  3)  , то попробуем найти корень этого уравнения среди чисел         3
2,− 2,− 2   . Для этого подставим каждое число в уравнение и проверим, обращается ли оно в верное тождество:
    3      2
2 ⋅ 2 + 3 ⋅ 2 − 8 ⋅ 2 − 12 = 0 ⇔    0 = 0

2 ⋅ (− 2)3 + 2 ⋅ (− 2)2 − 8 ⋅ (− 2 ) − 12 = 0 ⇔ 0 = 0

   (    )3      (    )2      (    )
2 ⋅ − 3-   + 3 ⋅ − 3-   − 8 ⋅  − 3- − 12 =  0   ⇔    0 = 0
      2            2             2

Таким образом, каждое из чисел 2,− 2,− 32   является корнем уравнения 2x3 + 3x2 − 8x − 12 = 0  . А т.к. это уравнение может иметь максимум 3 корня, то это и есть все его корни, то есть выражение

                                      (     3)
2x3 + 3x2 − 8x − 12 =  2(x − 2)(x + 2)  x + --  = (x − 2)(x + 2)(2x + 3)
                                            2

Таким образом, неравенство принимает вид:         1                 4             1                4
--------------+  --------------- ≤ -------+  ----------------------   ⇒
(x + 2)(x − 2)   (x + 2)(2x + 3)   2x + 3    (x − 2)(x + 2 )(2x +  3)                2
     -----− x-+-6x-−-5-----             ----(x −-1)(x-−--5)----
⇒    (x − 2)(x + 2)(2x + 3) ≤ 0   ⇒     (x − 2)(x + 2 )(2x +  3) ≥ 0   

Решим полученное неравенство методом интервалов:
 
PIC

 

Следовательно, решением неравенства будут     (       )
x ∈  − 2;− 3 ∪ [1;2) ∪ [5;+ ∞ )
           2  .

Ответ:

(       )
 − 2; − 32 ∪ [1;2) ∪ [5;+ ∞ )

Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!