ID: 00038387
Решите неравенство $\dfrac{x^{2}}{x-4}\leqslant x$.
Источник: ФИПИ
Дано дробно-рациональное неравенство x²/(x − 4) ≤ x. Первое, что нужно сказать: умножать обе части на (x − 4) нельзя — мы не знаем его знак, а при умножении на отрицательное число знак неравенства переворачивается. Правильный путь один: перенести всё в левую часть и привести к одной дроби.
Область допустимых значений. Знаменатель не должен обращаться в нуль: x − 4 ≠ 0, то есть x ≠ 4. Запоминаем это.
Переносим и приводим к общему знаменателю:
x²/(x − 4) − x ≤ 0
Общий знаменатель — (x − 4), поэтому второе слагаемое домножаем на него:
(x² − x(x − 4))/(x − 4) ≤ 0
Раскрываем скобки в числителе: x² − x·x + 4x = x² − x² + 4x = 4x. Получаем
4x/(x − 4) ≤ 0
Число 4 положительное, на него можно разделить обе части — знак не изменится:
x/(x − 4) ≤ 0
Метод интервалов. Числитель обнуляется при x = 0 (эта точка входит в ответ, потому что дробь там равна нулю, а «≤» ноль допускает). Знаменатель обнуляется при x = 4 (эта точка выколота, делить на ноль нельзя). Отмечаем 0 и 4 на прямой и проверяем знак дроби x/(x − 4) на каждом из трёх промежутков:
Значит дробь неположительна на промежутке от 0 до 4, причём 0 берём вместе с точкой, а 4 — без неё.
Проверим в исходном неравенстве. При x = 0: 0/(0 − 4) = 0 и справа 0, неравенство 0 ≤ 0 верно. При x = 2: 4/(2 − 4) = −2, справа 2, неравенство −2 ≤ 2 верно. При x = 5: 25/1 = 25, справа 5, неравенство 25 ≤ 5 неверно — правильно, что 5 не вошло.