|x^2-3|>x (неравенство)
Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼
Укажите решение неравенства: |x^2-3|>x (множество решений неравенства)
Решение
Подробное решение
Дано неравенство:
$$\left|{x^{2} - 3}\right| > x$$
Чтобы решить это нер-во - надо сначала решить соотвествующее ур-ние:
$$\left|{x^{2} - 3}\right| = x$$
Решаем:
Для каждого выражения под модулем в ур-нии
допускаем случаи, когда соотв. выражение ">= 0" или "< 0",
решаем получившиеся ур-ния.
1.
$$x^{2} - 3 \geq 0$$
или
$$\left(x \leq - \sqrt{3} \wedge -\infty < x\right) \vee \left(\sqrt{3} \leq x \wedge x < \infty\right)$$
получаем ур-ние
$$- x + x^{2} - 3 = 0$$
упрощаем, получаем
$$x^{2} - x - 3 = 0$$
решение на этом интервале:
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{13}}{2} + \frac{1}{2}$$
но x2 не удовлетворяет неравенству
2.
$$x^{2} - 3 < 0$$
или
$$- \sqrt{3} < x \wedge x < \sqrt{3}$$
получаем ур-ние
$$- x + - x^{2} + 3 = 0$$
упрощаем, получаем
$$- x^{2} - x + 3 = 0$$
решение на этом интервале:
$$x_{3} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{4} = - \frac{\sqrt{13}}{2} - \frac{1}{2}$$
но x4 не удовлетворяет неравенству
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
Данные корни
$$x_{2} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
являются точками смены знака неравенства в решениях.
Сначала определимся со знаком до крайней левой точки:
$$x_{0} < x_{2}$$
Возьмём например точку
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{1}{10} + - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
=
$$- \frac{3}{5} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
подставляем в выражение
$$\left|{x^{2} - 3}\right| > x$$
$$\left|{-3 + \left(- \frac{1}{10} + - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}\right)^{2}}\right| > - \frac{1}{10} + - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
2 ____
/ ____\ 3 \/ 13
|3 \/ 13 | > - - + ------
3 - |- - ------| 5 2
\5 2 /
значит одно из решений нашего неравенства будет при:
$$x < - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x2 x1
Другие решения неравенства будем получать переходом на следующий полюс
и т.д.
Ответ:
$$x < - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x > \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
Решение неравенства на графике
/ / ____\ / ____ \\
| | 1 \/ 13 | | 1 \/ 13 ||
Or|And|-oo < x, x < - - + ------|, And|x < oo, - + ------ < x||
\ \ 2 2 / \ 2 2 //
$$\left(-\infty < x \wedge x < - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}\right) \vee \left(x < \infty \wedge \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} < x\right)$$
____ ____
1 \/ 13 1 \/ 13
(-oo, - - + ------) U (- + ------, oo)
2 2 2 2 $$x \in \left(-\infty, - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}\right) \cup \left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}, \infty\right)$$