Для решения неравенств и анализа знаков трехчленов, давайте рассмотрим каждое неравенство по отдельности и найдем необходимые значения ( x ).
a) Решение неравенства ( x^2 - 9 > 0 )
Неравенство ( x^2 - 9 > 0 ) можно переписать как ( (x - 3)(x + 3) > 0 ).
Рассмотрим точки, в которых выражение равно нулю: ( x = 3 ) и ( x = -3 ). Эти точки разбивают числовую ось на три интервала: ( (-\infty, -3) ), ( (-3, 3) ) и ( (3, \infty) ).
- На интервале ( (-\infty, -3) ) выберем точку ( x = -4 ). Подставим в неравенство: ( (-4 - 3)(-4 + 3) = (-7)(-1) > 0 ).
- На интервале ( (-3, 3) ) выберем точку ( x = 0 ). Подставим в неравенство: ( (0 - 3)(0 + 3) = (-3)(3) < 0 ).
- На интервале ( (3, \infty) ) выберем точку ( x = 4 ). Подставим в неравенство: ( (4 - 3)(4 + 3) = (1)(7) > 0 ).
Знак выражения ( (x - 3)(x + 3) ) положителен на интервалах ( (-\infty, -3) ) и ( (3, \infty) ).
Ответ: ( x \in (-\infty, -3) \cup (3, \infty) ).
b) Решение неравенства ( x^2 - 11x + 30 \leq 0 )
Рассмотрим квадратное уравнение ( x^2 - 11x + 30 = 0 ). Найдем его корни с помощью дискриминанта.
Дискриминант ( D = b^2 - 4ac = 11^2 - 4 \times 1 \times 30 = 121 - 120 = 1 ).
Корни уравнения:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{11 \pm 1}{2} ]
[ x_1 = \frac{12}{2} = 6, \quad x_2 = \frac{10}{2} = 5 ]
Таким образом, у нас есть корни ( x = 5 ) и ( x = 6 ).
Разбиваем числовую ось на интервалы: ( (-\infty, 5) ), ( [5, 6] ), ( (6, \infty) ).
- На интервале ( (-\infty, 5) ) выберем точку ( x = 0 ). Подставим в неравенство: ( 0^2 - 11 \times 0 + 30 = 30 > 0 ).
- На интервале ( [5, 6] ) значение трехчлена равно 0 в точках ( x = 5 ) и ( x = 6 ).
- На интервале ( (5, 6) ) выберем точку ( x = 5.5 ). Подставим в неравенство: ( (5.5)^2 - 11 \times 5.5 + 30 = 30.25 - 60.5 + 30 = -0.25 \leq 0 ).
- На интервале ( (6, \infty) ) выберем точку ( x = 7 ). Подставим в неравенство: ( 7^2 - 11 \times 7 + 30 = 49 - 77 + 30 = 2 > 0 ).
Знак выражения ( x^2 - 11x + 30 ) неположителен на интервале ( [5, 6] ).
Ответ: ( x \in [5, 6] ).
c) Решение неравенства (-2x^2 + 5x - 2 < 0)
Рассмотрим квадратное уравнение (-2x^2 + 5x - 2 = 0). Найдем его корни с помощью дискриминанта.
Дискриминант ( D = b^2 - 4ac = 5^2 - 4 \times (-2) \times (-2) = 25 - 16 = 9 ).
Корни уравнения:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-5 \pm 3}{-4} ]
[ x_1 = \frac{-2}{-4} = \frac{1}{2}, \quad x_2 = \frac{-8}{-4} = 2 ]
Таким образом, у нас есть корни ( x = \frac{1}{2} ) и ( x = 2 ).
Разбиваем числовую ось на интервалы: ( (-\infty, \frac{1}{2}) ), ( (\frac{1}{2}, 2) ), ( (2, \infty) ).
- На интервале ( (-\infty, \frac{1}{2}) ) выберем точку ( x = 0 ). Подставим в неравенство: (-2 \times 0^2 + 5 \times 0 - 2 = -2 < 0 ).
- На интервале ( (\frac{1}{2}, 2) ) выберем точку ( x = 1 ). Подставим в неравенство: (-2 \times 1^2 + 5 \times 1 - 2 = -2 + 5 - 2 = 1 > 0 ).
- На интервале ( (2, \infty) ) выберем точку ( x = 3 ). Подставим в неравенство: (-2 \times 3^2 + 5 \times 3 - 2 = -18 + 15 - 2 = -5 < 0 ).
Знак выражения (-2x^2 + 5x - 2) отрицателен на интервалах ( (-\infty, \frac{1}{2}) ) и ( (2, \infty) ).
Ответ: ( x \in (-\infty, \frac{1}{2}) \cup (2, \infty) ).
в) Значения ( x ), при которых трехчлен ( 4x^2 - 4x + 1 ) принимает положительные значения
Трехчлен ( 4x^2 - 4x + 1 ) является квадратным уравнением. Найдем его дискриминант для определения корней.
Дискриминант ( D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \times 4 \times 1 = 16 - 16 = 0 ).
Так как дискриминант равен нулю, уравнение имеет один корень, который также является вершиной параболы.
Корень уравнения:
[ x = \frac{-b}{2a} = \frac{4}{8} = \frac{1}{2} ]
Так как дискриминант равен нулю, парабола касается оси ( x ) в точке ( x = \frac{1}{2} ) и не пересекает ее. Поскольку коэффициент ( a = 4 ) положителен, парабола направлена вверх и не принимает положительных значений.
Ответ: Для трехчлена ( 4x^2 - 4x + 1 ) нет значений ( x ), при которых он принимает положительные значения.