Краткое пояснение:
Метод: Для решения рационального неравенства разложим знаменатель на множители, приравняем числитель и знаменатель к нулю, найдем корни. Затем методом интервалов определим знаки выражения на числовой прямой.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Разложим знаменатель на множители.
Знаменатель: \( x^2 - 4x - 21 \). Найдем корни квадратного уравнения \( x^2 - 4x - 21 = 0 \).
Дискриминант \( D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4(1)(-21) = 16 + 84 = 100 \).
\( x_1 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 - 10}{2} = -3 \).
\( x_2 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 + 10}{2} = 7 \).
Следовательно, \( x^2 - 4x - 21 = (x - (-3))(x - 7) = (x + 3)(x - 7) \). - Шаг 2: Запишем неравенство в разложенном виде:
\( \frac{(x+3)^2 (x-7)}{(x+3)(x-7)} \geq 0 \). - Шаг 3: Сократим общие множители.
При \( x
eq -3 \) и \( x
eq 7 \), неравенство упрощается до \( x+3 \geq 0 \). - Шаг 4: Решим полученное линейное неравенство:
\( x+3 \geq 0 \)
\( x \geq -3 \). - Шаг 5: Учтем ограничения.
Нам нужно учесть, что \( x
eq -3 \) и \( x
eq 7 \).
Из условия \( x \geq -3 \) исключаем точку \( x = -3 \) (так как на ноль делить нельзя).
Точка \( x = 7 \) также исключается, так как знаменатель обращается в ноль.
Получаем \( x > -3 \) и \( x
eq 7 \). - Шаг 6: Запишем ответ в виде интервала.
Объединяя условия, получаем \( x \in (-3, 7) \cup (7, \infty) \).
Ответ: \( x \in (-3, 7) \cup (7, \infty) \)