Нужно проверить правильность решения неравенства и...

Created on: December 13, 2025

Answered using GPT-5.2 Thinking by Chat01

Question

Нужно проверить правильность решения неравенства и вычислить ответ: Для решения неравенства

(
3
x

4
)
2
x

3

16

24
x
+
9
x
2
15

8
x
+
x
2
x−3
(3x−4)
2



15−8x+x
2

16−24x+9x
2

нужно выполнить следующие шаги:

  1. Привести обе стороны к общему знаменателю.
  2. Объединить это в одно неравенство.
  3. Найти нули числителей и знаменателей, чтобы определить критические точки.
  4. Построить числовую линию и проверить знаки на интервалах.

1. Приведение к общему знаменателю

Обозначим

A

(
3
x

4
)
2
,
B

16

24
x
+
9
x
2
,
C

15

8
x
+
x
2
A=(3x−4)
2
,B=16−24x+9x
2
,C=15−8x+x
2

Неравенство можно записать как:

A
x

3

B
C

0
x−3
A


C
B

≥0

2. Упрощение

Переносим второй дробь влево:

A

C

B

(
x

3
)
(
x

3
)
C

0
(x−3)C
A⋅C−B⋅(x−3)

≥0

3. Поиск критических точек

Находим:

  • нули числителя
    A

    C

    B

    (
    x

    3
    )
    =
    0
    A⋅C−B⋅(x−3)=0
  • нули знаменателя
    (
    x

    3
    )
    C
    =
    0
    (x−3)C=0

4. Проверка знаков

Решаем
A
A,
B
B,
C
C на каждом интервале, который образуется критическими точками.

Приведение к окончательному виду

Находим интервал(ы) решения неравенства.

После всех расчетов вы сможете определить, при каких значениях
x
x неравенство истинно.

Python

python
import sympy as sp x=sp.Symbol('x', real=True) A=(3*x-4)**2 B=16-24*x+9*x**2 C=15-8*x+x**2 expr=A/(x-3) - B/C sp.factor(A), sp.factor(B), sp.factor(C), sp.factor(expr) ((3*x - 4)**2, (3*x - 4)**2, (x - 5)*(x - 3), (x - 6)*(3*x - 4)**2/((x - 5)*(x - 3)))

Python

python
sp.solve_univariate_inequality(expr>=0, x) Eq(x, 4/3) | (6 <= x) | ((3 < x) & (x < 5))

Thought

Analyzing and finalizing solutions for inequality

Using Sympy, I've determined that x = 4/3, x ∈ (3,5), or x ≥ 6 are potential solutions. I manually checked intervals: For (-∞, 3), the solution is x = 4/3. For (3,5), the inequality holds. For (5,6), and (6,∞), the inequality also holds, with x = 6 included. The final solution is {4/3} ∪ (3,5) ∪ [6,∞).

Revisiting inequality and simplifying

I realize I can make the problem simpler by handling A/(x3)A/((x5)(x3))A/(x-3) ≥ A/((x-5)(x-3)). Since B=AB = A, we can divide by AA if it's non-zero, simplifying the expression to 1/(x3)1/((x5)(x3))1/(x-3) ≥ 1/((x-5)(x-3)). After canceling terms and factoring, I’ll explain the solution and clarify how the numerator becomes A(x3)(x6)A(x-3)(x-6) and denominator (x3)2(x5)(x-3)^2(x-5).

Thought for 50s

Answer

Неравенство вы записали и преобразовали в целом правильно (общий знаменатель, один дробный выражение, критические точки по нулям числителя/знаменателя). Дальше оно сильно упрощается из-за удачных квадратов.

1) Уточним исходное неравенство

По вашему обозначению это:

(3x4)2x3  1624x+9x2158x+x2.\frac{(3x-4)^2}{x-3}\ \ge\ \frac{16-24x+9x^2}{15-8x+x^2}.

Где

A=(3x4)2,B=1624x+9x2,C=158x+x2.A=(3x-4)^2,\quad B=16-24x+9x^2,\quad C=15-8x+x^2.

2) Проверка преобразования к одной дроби

Вы сделали:

Ax3BC0ACB(x3)(x3)C0,\frac{A}{x-3}-\frac{B}{C}\ge 0 \quad\Longrightarrow\quad \frac{AC-B(x-3)}{(x-3)C}\ge 0,

— это верно.

3) Ключевое упрощение

Заметим, что

B=1624x+9x2=(3x4)2=A,B=16-24x+9x^2=(3x-4)^2=A,

а также

C=x28x+15=(x3)(x5).C=x^2-8x+15=(x-3)(x-5).

Тогда числитель:

ACB(x3)=A(C(x3)).AC-B(x-3)=A\big(C-(x-3)\big).

Считаем скобку:

C(x3)=(x28x+15)(x3)=x29x+18=(x3)(x6).C-(x-3)=(x^2-8x+15)-(x-3)=x^2-9x+18=(x-3)(x-6).

Значит,

ACB(x3)=A(x3)(x6).AC-B(x-3)=A(x-3)(x-6).

Знаменатель:

(x3)C=(x3)(x3)(x5)=(x3)2(x5).(x-3)C=(x-3)(x-3)(x-5)=(x-3)^2(x-5).

И вся дробь (с учётом области допустимых значений x3,5x\ne 3,5):

ACB(x3)(x3)C=A(x3)(x6)(x3)2(x5)=(3x4)2(x6)(x3)(x5)0,x3,5.\frac{AC-B(x-3)}{(x-3)C} = \frac{A(x-3)(x-6)}{(x-3)^2(x-5)} = \frac{(3x-4)^2(x-6)}{(x-3)(x-5)}\ge 0,\quad x\ne 3,5.

4) Критические точки и знаки

Критические точки:

  • нули числителя: (3x4)2=0x=43(3x-4)^2=0 \Rightarrow x=\frac43; и x6=0x=6x-6=0\Rightarrow x=6;
  • нули знаменателя (запрещённые): x=3,  x=5x=3,\;x=5.

Так как (3x4)20(3x-4)^2\ge 0 и знак не меняет (кроме нуля при x=43x=\frac43), знак выражения определяется

x6(x3)(x5).\frac{x-6}{(x-3)(x-5)}.

Проверяем интервалы по точкам 3,5,63,5,6:

  • (,3)(-\infty,3): знак минус (но x=43x=\frac43 даёт ровно 0, значит подходит);
  • (3,5)(3,5): знак плюс (подходит весь интервал);
  • (5,6)(5,6): знак минус (не подходит);
  • (6,)(6,\infty): знак плюс (подходит), причём x=6x=6 даёт 0, значит включаем 6.

Ответ

x(3,5)  [6,+) {43}\boxed{\,x\in(3,5)\ \cup\ [6,+\infty)\ \cup\left\{\frac43\right\}\,}

при условии x3,  x5x\ne 3,\;x\ne 5 (что и так выполнено в ответе).

Question

Реши рациональное неравенство (3x−4) ^2/(x-3) ≥ (16-24x+9x^2)/(15−8x+x^2)

Thought

Solving inequality step-by-step

I’ve already solved the inequality earlier, but let’s quickly review the result:
For the given fraction expression, after simplifying and canceling terms, we get A*(x-6)/((x-3)(x-5)). Based on that, we check that A >= 0, and the inequality holds true at x = 4/3. A sign chart confirms that for x < 3, the value is negative.

Final solution to inequality

The solution is x =

Thought for 20s

Answer

Решаем

(3x4)2x3  1624x+9x2158x+x2.\frac{(3x-4)^2}{x-3}\ \ge\ \frac{16-24x+9x^2}{15-8x+x^2}.

1) Упростим правую дробь и область допустимых значений

1624x+9x2=(3x4)2,158x+x2=x28x+15=(x3)(x5).16-24x+9x^2=(3x-4)^2, \qquad 15-8x+x^2=x^2-8x+15=(x-3)(x-5).

ОДЗ: знаменатели 0\neq 0x3, x5x\neq 3,\ x\neq 5.

Тогда неравенство:

Ax3A(x3)(x5),где A=(3x4)2.\frac{A}{x-3}\ge \frac{A}{(x-3)(x-5)},\quad \text{где } A=(3x-4)^2.

2) Перенесём влево и приведём

Ax3A(x3)(x5)0\frac{A}{x-3}-\frac{A}{(x-3)(x-5)}\ge 0 A(1x31(x3)(x5))0A\left(\frac{1}{x-3}-\frac{1}{(x-3)(x-5)}\right)\ge 0 A(x5)1(x3)(x5)0A\cdot \frac{(x-5)-1}{(x-3)(x-5)}\ge 0 (3x4)2(x6)(x3)(x5)0,x3,5.\frac{(3x-4)^2(x-6)}{(x-3)(x-5)}\ge 0,\qquad x\neq 3,5.

3) Знаки

(3x4)20(3x-4)^2\ge 0 всегда и обращается в ноль при x=43x=\frac43.

Критические точки: 43, 3, 5, 6\frac43,\ 3,\ 5,\ 6.

Знак выражения (кроме точки 43\frac43, где оно равно 0) определяется

x6(x3)(x5).\frac{x-6}{(x-3)(x-5)}.

Проверка интервалов:

  • (,3)(-\infty,3): знак “−”, но x=43x=\frac43 даёт 00 ⇒ включаем только 43\frac43.
  • (3,5)(3,5): знак “+” ⇒ включаем весь интервал.
  • (5,6)(5,6): знак “−” ⇒ не включаем.
  • [6,)[6,\infty): знак “+”, при x=6x=6 значение 00 ⇒ включаем 66.

Ответ

x(3,5)  [6,+) {43}\boxed{\,x\in(3,5)\ \cup\ [6,+\infty)\ \cup\left\{\frac43\right\}\,}

(и автоматически x3,5x\neq 3,5).

Share this Q&A