Застряли на этом? Решите с помощью ИИ
Algebra · real student question

Решите неравенство (|x − 2| − x) / (x² − 4) ≤ 0 и запишите ответ в виде промежутков.

Question

Решите неравенство

∣x−2∣−xx2−4≤0\frac{|x-2|-x}{x^2-4}\le 0

и запишите множество решений в виде промежутков.

Step-by-step solution

  1. Исключаем точки, где выражение не определено. Дробь определена только тогда, когда её знаменатель отличен от нуля. Здесь x2−4=(x−2)(x+2)x^2-4=(x-2)(x+2), поэтому

    x≠2иx≠−2.x\ne 2\quad\text{и}\quad x\ne -2.

    Эти две точки не могут попасть в множество решений, что бы ни происходило с числителем: знак ≤\le не спасает нулевой знаменатель.

  2. Раскрываем модуль в точке смены знака. Выражение ∣x−2∣|x-2| меняет формулу при x=2x=2: оно равно x−2x-2 при x≥2x\ge 2 и 2−x2-x при x<2x<2. Поскольку по разные стороны от этой точки неравенство ведёт себя по-разному, решаем его отдельно на каждой части, а затем берём объединение. Делаем это алгебраически, а не подстановкой пробных чисел, — так между контрольными точками ничего не потеряется.

  3. Случай 1: x>2x>2. Здесь ∣x−2∣=x−2|x-2|=x-2, поэтому числитель превращается в константу:

    (x−2)−xx2−4=−2x2−4.\frac{(x-2)-x}{x^2-4}=\frac{-2}{x^2-4}.

    При x>2x>2 знаменатель x2−4x^2-4 положителен, значит, дробь отрицательна при каждом таком xx. Весь луч (2,+∞)(2,+\infty) удовлетворяет неравенству (сама точка x=2x=2 исключена на первом шаге).

  4. Случай 2: x<2x<2. Здесь ∣x−2∣=2−x|x-2|=2-x, поэтому числитель равен 2−2x=2(1−x)2-2x=2(1-x) и

    2(1−x)(x−2)(x+2)≤0.\frac{2(1-x)}{(x-2)(x+2)}\le 0.

    Числитель обращается в нуль при x=1x=1 и положителен при x<1x<1; множитель x−2x-2 отрицателен на всём этом случае; множитель x+2x+2 меняет знак при x=−2x=-2.

  5. Строим таблицу знаков для случая 2. Разбиваем прямую критическими значениями −2-2 и 11:

    промежуток2(1−x)2(1-x)x−2x-2x+2x+2дробь
    x<−2x<-2++−-−-++
    −2<x<1-2<x<1++−-++−-
    1<x<21<x<2−-−-++++

    Отрицательной дробь оказывается только при −2<x<1-2<x<1. В точке x=1x=1 числитель равен 00, а знаменатель равен −3≠0-3\ne 0, поэтому дробь равна 00 — а 0≤00\le 0 верно, значит, x=1x=1 включаем в ответ.

  6. Объединяем оба случая. Соединяя промежуток (−2,1](-2,1] из случая 2 с лучом (2,+∞)(2,+\infty) из случая 1, получаем:

    (−2, 1] ∪ (2, +∞).(-2,\,1]\ \cup\ (2,\,+\infty).

    Выборочная проверка это подтверждает: при x=0x=0 значение равно −0.5-0.5 (верно), при x=1.5x=1.5 оно равно +0.571+0.571 (неверно), при x=3x=3 равно −0.4-0.4 (верно), а при x=−2.5x=-2.5 равно +3.11+3.11 (неверно).

Answer

x∈(−2, 1]∪(2, +∞)x\in(-2,\,1]\cup(2,\,+\infty)

Need to solve a different problem like this? Open the solver →