Задача
а) Найдите решения неравенства 5 x 2 ≥ 4 x + 1 5x^2 \geq 4x + 1 , принадлежащие промежутку [ − 2 ; 2 ] [-2; 2] .
б) Найдите решения неравенства 5 x − 1 > 4 x 2 5x — 1 > 4x^2 , принадлежащие промежутку [ 1 3 ; 3 2 ] \left[ \frac{1}{3}; \frac{3}{2} \right] .
Краткий ответ:
а) 5 x 2 ≥ 4 x + 1 , x ∈ [ − 2 ; 2 ] 5x^2 \geq 4x + 1, \quad x \in [-2; 2] : 5 x 2 − 4 x − 1 ≥ 0 ; 5x^2 — 4x — 1 \geq 0;
1) a = 5 > 0 a = 5 > 0 , значит ветви направлены вверх;
2) Нули функции: 5 x 2 − 4 x − 1 = 0 ; 5x^2 — 4x — 1 = 0; D = 4 2 + 4 ⋅ 5 = 16 + 20 = 36 , тогда: D = 4^2 + 4 \cdot 5 = 16 + 20 = 36, \text{тогда:} x 1 = 4 − 6 2 ⋅ 5 = − 0.2 и x 2 = 4 + 6 2 ⋅ 5 = 1 ; x_1 = \frac{4 — 6}{2 \cdot 5} = -0.2 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{4 + 6}{2 \cdot 5} = 1;
3) Схематический рисунок:
( − ∞ ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; + ∞ ) ; (-\infty; -0.2] \cup [1; +\infty);
4) Решения на указанном промежутке: x ∈ [ − 2 ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; 2 ] ; x \in [-2; -0.2] \cup [1; 2];
Ответ: [ − 2 ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; 2 ] [-2; -0.2] \cup [1; 2] .
б) 5 x − 1 > 4 x 2 , x ∈ [ 1 3 ; 3 2 ] 5x — 1 > 4x^2, \quad x \in \left[ \frac{1}{3}; \frac{3}{2} \right] : − 4 x 2 + 5 x − 1 > 0 ; -4x^2 + 5x — 1 > 0;
1) a = − 4 < 0 a = -4 < 0 , значит ветви направлены вниз;
2) Нули функции: − 4 x 2 + 5 x − 1 = 0 ; -4x^2 + 5x — 1 = 0; D = 5 2 − 4 ⋅ 4 = 25 − 16 = 9 , тогда: D = 5^2 — 4 \cdot 4 = 25 — 16 = 9, \text{тогда:} x 1 = − 5 − 3 2 ⋅ ( − 4 ) = 1 и x 2 = − 5 + 3 2 ⋅ ( − 4 ) = 1 4 ; x_1 = \frac{-5 — 3}{2 \cdot (-4)} = 1 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{-5 + 3}{2 \cdot (-4)} = \frac{1}{4};
3) Схематический рисунок:
1 4 < x < 1 ; \frac{1}{4} < x < 1;
4) Решения на указанном промежутке: x ∈ [ 1 3 ; 1 ) ; x \in \left[ \frac{1}{3}; 1 \right);
Ответ: [ 1 3 ; 1 ) \left[ \frac{1}{3}; 1 \right) .
Подробный ответ:
а) 5 x 2 ≥ 4 x + 1 , x ∈ [ − 2 ; 2 ] 5x^2 \geq 4x + 1, \quad x \in [-2; 2] Переносим все слагаемые в одну часть: 5 x 2 − 4 x − 1 ≥ 0 5x^2 — 4x — 1 \geq 0 Это квадратное неравенство. Рассмотрим квадратный трёхчлен f ( x ) = 5 x 2 − 4 x − 1 f(x) = 5x^2 — 4x — 1 . Коэффициент при x 2 x^2 положителен: a = 5 > 0 a = 5 > 0 , значит ветви параболы направлены вверх. Найдём корни уравнения 5 x 2 − 4 x − 1 = 0 5x^2 — 4x — 1 = 0 : Вычислим дискриминант: D = ( − 4 ) 2 − 4 ⋅ 5 ⋅ ( − 1 ) = 16 + 20 = 36 D = (-4)^2 — 4 \cdot 5 \cdot (-1) = 16 + 20 = 36 Найдём корни по формуле: x = − ( − 4 ) ± 36 2 ⋅ 5 = 4 ± 6 10 x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{36}}{2 \cdot 5} = \frac{4 \pm 6}{10} x 1 = 4 − 6 10 = − 2 10 = − 0.2 x_1 = \frac{4 — 6}{10} = \frac{-2}{10} = -0.2 x 2 = 4 + 6 10 = 10 10 = 1 x_2 = \frac{4 + 6}{10} = \frac{10}{10} = 1 Парабола принимает значения больше или равные нулю вне интервала между корнями, то есть: x ∈ ( − ∞ ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; + ∞ ) x \in (-\infty; -0.2] \cup [1; +\infty) Теперь пересекаем это множество с отрезком [ − 2 ; 2 ] [-2; 2] [ − 2 ; 2 ] ∩ ( ( − ∞ ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; + ∞ ) ) = [ − 2 ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; 2 ] [-2; 2] \cap ((-\infty; -0.2] \cup [1; +\infty)) = [-2; -0.2] \cup [1; 2]
Ответ: [ − 2 ; − 0.2 ] ∪ [ 1 ; 2 ] [-2; -0.2] \cup [1; 2]
б) 5 x − 1 > 4 x 2 , x ∈ [ 1 3 ; 3 2 ] 5x — 1 > 4x^2, \quad x \in \left[ \frac{1}{3}; \frac{3}{2} \right] Переносим всё в одну часть: − 4 x 2 + 5 x − 1 > 0 -4x^2 + 5x — 1 > 0 Рассмотрим квадратный трёхчлен f ( x ) = − 4 x 2 + 5 x − 1 f(x) = -4x^2 + 5x — 1 . a = − 4 < 0 a = -4 < 0 , значит ветви параболы направлены вниз. Найдём корни уравнения − 4 x 2 + 5 x − 1 = 0 -4x^2 + 5x — 1 = 0 Вычислим дискриминант: D = 5 2 − 4 ⋅ ( − 4 ) ⋅ ( − 1 ) = 25 − 16 = 9 D = 5^2 — 4 \cdot (-4) \cdot (-1) = 25 — 16 = 9 Найдём корни по формуле: x = − 5 ± 9 2 ⋅ ( − 4 ) = − 5 ± 3 − 8 x = \frac{-5 \pm \sqrt{9}}{2 \cdot (-4)} = \frac{-5 \pm 3}{-8} x 1 = − 5 + 3 − 8 = − 2 − 8 = 1 4 x_1 = \frac{-5 + 3}{-8} = \frac{-2}{-8} = \frac{1}{4} x 2 = − 5 − 3 − 8 = − 8 − 8 = 1 x_2 = \frac{-5 — 3}{-8} = \frac{-8}{-8} = 1 Поскольку ветви вниз, неравенство > 0 > 0 выполняется на интервале между корнями: x ∈ ( 1 4 ; 1 ) x \in \left( \frac{1}{4}; 1 \right) Теперь пересекаем с заданным промежутком [ 1 3 ; 3 2 ] \left[ \frac{1}{3}; \frac{3}{2} \right] ( 1 4 ; 1 ) ∩ [ 1 3 ; 3 2 ] = [ 1 3 ; 1 ) \left( \frac{1}{4}; 1 \right) \cap \left[ \frac{1}{3}; \frac{3}{2} \right] = \left[ \frac{1}{3}; 1 \right)
Ответ: [ 1 3 ; 1 ) \left[ \frac{1}{3}; 1 \right)
Оставь свой отзыв 💬
Комментариев пока нет, будьте первым!