Условие
Решите неравенство x²(−x² − 49) ≤ 49(−x² − 49).
Подсказка
Какое выражение встречается в обеих частях неравенства? Может ли оно быть положительным или нулём?
Что происходит со знаком неравенства при делении обеих частей на отрицательное выражение?
Показать ответ
(−∞; −7] ∪ [7; +∞)
Пошаговое решение
- Переносим всё в одну часть и выносим общий множитель
x²(−x² − 49) − 49(−x² − 49) ≤ 0. Выражение −x² − 49 есть в обоих слагаемых, выносим его: (−x² − 49)(x² − 49) ≤ 0.
- Определяем знак общего множителя
x² ≥ 0 при любом x, поэтому −x² − 49 ≤ −49 < 0: множитель отрицателен при всех x и в ноль не обращается. Раскрывать скобки и получать неравенство четвёртой степени не нужно.
- Делим на отрицательное выражение
Делим обе части на −x² − 49 < 0; при делении на отрицательное число знак неравенства меняется на противоположный: x² − 49 ≥ 0. Деление здесь законно, потому что знак множителя известен и он не равен нулю.
- Решаем квадратное неравенство
x² − 49 = (x − 7)(x + 7) ≥ 0. Корни −7 и 7, парабола ветвями вверх, она неотрицательна вне интервала между корнями, включая сами корни: x ≤ −7 или x ≥ 7.
- Проверяем и записываем ответ
x = 0: 0 ≤ 49·(−49) — неверно, 0 не решение. x = 8: 64·(−113) = −7232 ≤ 49·(−113) = −5537 — верно. x = 7: обе части равны 49·(−98), неравенство нестрогое — верно. Итог: (−∞; −7] ∪ [7; +∞). Типичная ошибка — разделить на −x² − 49, не сменив знак, и получить x² ≤ 49, то есть [−7; 7]; но, например, x = 0 неравенству не удовлетворяет.
Ответ: (−∞; −7] ∪ [7; +∞)
Критерии оценивания (2 балла)
- 2
- Обоснованно получен ответ (−∞; −7] ∪ [7; +∞): вынесен общий множитель −x² − 49, доказано, что он отрицателен при всех x, при делении на него знак неравенства изменён, концы ±7 включены.
- 1
- Знак множителя −x² − 49 обоснован, знак неравенства изменён верно и решение доведено до конца, но допущена одна вычислительная ошибка в корнях или не включены концы ±7.
- 0
- Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.