Конечно, давайте решим оба неравенства последовательно.
а) (\frac{(x+1)(x-1)}{x+4} < 0)
Найдем нули числителя и знаменателя:
- Нули числителя: (x + 1 = 0 \Rightarrow x = -1) и (x - 1 = 0 \Rightarrow x = 1)
- Нули знаменателя: (x + 4 = 0 \Rightarrow x = -4)
Разделим числовую прямую на интервалы этими значениями: (-\infty, -4, -1, 1, \infty).
Определим знаки выражения на этих интервалах, подставляя тестовые точки из каждого интервала:
Для интервала ((-∞, -4)):
Подставим (x = -5):
[
\frac{(-5+1)(-5-1)}{-5+4} = \frac{(-4)(-6)}{-1} = \frac{24}{-1} = -24 < 0
]
Для интервала ((-4, -1)):
Подставим (x = -2):
[
\frac{(-2+1)(-2-1)}{-2+4} = \frac{(-1)(-3)}{2} = \frac{3}{2} > 0
]
Для интервала ((-1, 1)):
Подставим (x = 0):
[
\frac{(0+1)(0-1)}{0+4} = \frac{(1)(-1)}{4} = \frac{-1}{4} < 0
]
Для интервала ((1, ∞)):
Подставим (x = 2):
[
\frac{(2+1)(2-1)}{2+4} = \frac{(3)(1)}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2} > 0
]
Учитывая, что выражение должно быть меньше нуля, мы выбираем интервалы, где оно отрицательно:
[
(-∞, -4) \cup (-1, 1)
]
Проверим, включены ли точки (-4, -1, 1) в решение:
- (x = -4): знаменатель становится нулем, поэтому точка исключена.
- (x = -1): числитель становится нулем, но значение при этом равно нулю, а не меньше, поэтому точка исключена.
- (x = 1): числитель становится нулем, и значение при этом равно нулю, а не меньше, поэтому точка исключена.
Итак, решение:
[
x \in (-∞, -4) \cup (-1, 1)
]
б) (\frac{x^2 - 6x + 9}{x^2 - 4x - 5} \geq 0)
Разложим числитель и знаменатель на множители:
- Числитель: (x^2 - 6x + 9 = (x - 3)^2)
- Знаменатель: (x^2 - 4x - 5 = (x - 5)(x + 1))
Найдем нули числителя и знаменателя:
- Нули числителя: ((x - 3)^2 = 0 \Rightarrow x = 3)
- Нули знаменателя: ((x - 5)(x + 1) = 0 \Rightarrow x = 5) и (x = -1)
Разделим числовую прямую на интервалы этими значениями: (-\infty, -1, 3, 5, \infty).
Определим знаки выражения на этих интервалах, подставляя тестовые точки из каждого интервала:
Для интервала ((-∞, -1)):
Подставим (x = -2):
[
\frac{(-2-3)^2}{(-2-5)(-2+1)} = \frac{25}{(7)(-1)} = -\frac{25}{7} < 0
]
Для интервала ((-1, 3)):
Подставим (x = 0):
[
\frac{(0-3)^2}{(0-5)(0+1)} = \frac{9}{(-5)(1)} = -\frac{9}{5} < 0
]
Для интервала ((3, 5)):
Подставим (x = 4):
[
\frac{(4-3)^2}{(4-5)(4+1)} = \frac{1}{(-1)(5)} = -\frac{1}{5} < 0
]
Для интервала ((5, ∞)):
Подставим (x = 6):
[
\frac{(6-3)^2}{(6-5)(6+1)} = \frac{9}{(1)(7)} = \frac{9}{7} > 0
]
Учитывая, что выражение должно быть больше или равно нуля, мы выбираем интервалы, где оно положительно или равно нулю:
[
{3} \cup (5, \infty)
]
Проверим, включены ли точки (-1, 3, 5) в решение:
- (x = -1): знаменатель становится нулем, поэтому точка исключена.
- (x = 3): числитель становится нулем, значение равно нулю, и это удовлетворяет неравенству, поэтому точка включена.
- (x = 5): знаменатель становится нулем, поэтому точка исключена.
Итак, решение:
[
x \in {3} \cup (5, \infty)
]
Таким образом, решения для двух неравенств:
а) (\frac{(x+1)(x-1)}{x+4} < 0) имеет решение (x \in (-∞, -4) \cup (-1, 1)).
б) (\frac{x^2 - 6x + 9}{x^2 - 4x - 5} \geq 0) имеет решение (x \in {3} \cup (5, ∞)).