Решите неравенство:
\(\displaystyle \frac{ x^2-4x+3}{ x-4 }\geqslant 0{\small .} \)
\(\displaystyle x \in \)
Найдем корни числителя \(\displaystyle x^2-4x+3 \) и знаменателя \(\displaystyle x-4{\small : } \)
- решим уравнение \(\displaystyle x^2-4x+3=0{\small : } \)
- решим уравнение \(\displaystyle x-4=0{\small : } \)
\(\displaystyle x=4{\small.} \)
Поскольку знак неравенства нестрогий, то
- все нули числителя, которые не обращают в ноль знаменатель, обозначаются закрашенными;
- все нули знаменателя всегда обозначаются выколотыми.
Так как \(\displaystyle x=1\) и \(\displaystyle x=3 \) обращают в ноль числитель и не обращают в ноль знаменатель, то они обозначаются закрашенными. Поскольку \(\displaystyle x=4 \) обращает в ноль знаменатель, то она обозначается выколотой:
Получили четыре интервала:
\(\displaystyle (-\infty;1){ \small ,} \, (1;3){ \small ,} \, (3;4)\) и \(\displaystyle (4;+\infty){\small .}\)
Определим знак функции \(\displaystyle f(x)=\frac{x^2-4x+3}{x-4}\) на каждом из интервалов.
Для упрощения вычислений при нахождении знаков разложим числитель дроби на множители, используя найденные корни.
То есть
\(\displaystyle x^2-4x+3=(x-1)(x-3).\)
Перепишем исходное неравенство в виде
\(\displaystyle \frac{(x-1)(x-3)}{x-4}\geqslant 0{\small .} \)
Определим знак функции \(\displaystyle f(x)=\frac{(x-1)(x-3)}{x-4}\) на каждом из интервалов.
- Для интервала \(\displaystyle (-\infty;1)\) выберем \(\displaystyle x=0{\small :}\)\(\displaystyle f(0)=\frac{(0-1)(0-3)}{0-4}=\frac{-1\cdot(-3)}{-4}<0{\small .}\)Пишем знак минус в интервале \(\displaystyle (-\infty;1){\small .}\)
- Для интервала \(\displaystyle (1;3)\) выберем \(\displaystyle x=2{\small :}\)\(\displaystyle f(2)=\frac{(2-1)(2-3)}{2-4}=\frac{1\cdot(-1)}{-2}>0{\small .}\)Пишем знак плюс в интервале \(\displaystyle (1;3){\small .}\)
- Для интервала \(\displaystyle (3;4)\) выберем \(\displaystyle x=3{,}5{\small :}\)\(\displaystyle f(3{,}5)=\frac{(3{,}5-1)(3{,}5-3)}{3{,}5-4}=\frac{2{,}5\cdot0{,}5}{-0{,}5}<0{\small .}\)Пишем знак минус в интервале \(\displaystyle (3;4){\small .}\)
- Для интервала \(\displaystyle (4;+\infty)\) выберем \(\displaystyle x=5{\small :}\)\(\displaystyle f(5)=\frac{(5-1)(5-3)}{5-4}=\frac{4\cdot2}{1}>0{\small .}\)Пишем знак плюс в интервале \(\displaystyle (4;+\infty){\small .}\)
В итоге получаем:
Так как решения неравенства \(\displaystyle \frac{(x-1)(x-3)}{x-4}\geqslant 0\) соответствуют промежуткам, где функция положительна, и включают граничные невыколотые точки , то
\(\displaystyle [1;3]\cup (4;+\infty)\) – искомое решение.
Ответ: \(\displaystyle x \in [1;3]\cup (4;+\infty){\small .}\)