Метод интервалов
Метод интервалов — это алгоритм, с помощью которого находят промежутки, где произведение или дробь имеют положительный либо отрицательный знак. Метод особенно удобен при решении неравенств, когда выражение можно разложить на множители.
Алгоритм
- Привести неравенство к виду, в котором одна часть равна нулю, и разложить выражение на множители.
- Найти значения переменной, при которых каждый множитель равен нулю. Для дроби отдельно отметить значения, обращающие знаменатель в ноль.
- Отметить найденные точки на числовой прямой, используя числовые промежутки.
- Определить знак выражения на каждом промежутке. Можно выбрать по одной точке из промежутка или воспользоваться правилом чередования знаков.
- Выбрать промежутки, на которых знак соответствует условию неравенства, и учесть границы.
На каждом промежутке знак произведения или дроби равен произведению знаков её множителей. Знак может измениться при переходе через корень нечётной кратности; через корень чётной кратности знак не меняется. Значения, при которых знаменатель равен нулю, никогда не входят в ответ. Это следует из теоремы о промежутках знакопостоянства.
Решим неравенство \(\frac{x-1}{x+2}\ge 0\). Критические точки: \(x=1\) — нуль числителя, \(x=-2\) — нуль знаменателя. На промежутках \((-\infty;-2)\), \((-2;1)\) и \((1;+\infty)\) знаки соответственно «+», «−», «+». Точку \(1\) включаем, потому что там дробь равна нулю, а точку \(-2\) исключаем. Ответ: \((-\infty;-2)\cup[1;+\infty)\).
Метод интервалов применяют не к отдельному многочлену как к набору коэффициентов, а к знакам его множителей. При решении дроби нельзя сокращать множитель и забывать исходное запрещённое значение знаменателя. Подробные случаи разобраны в статьях метод интервалов для многочлена и метод интервалов для дроби.
Как поступают с точкой, в которой знаменатель дроби равен нулю?
Главное
- Разметьте нули числителя и знаменателя на числовой прямой.
- Определите знак выражения на каждом промежутке и выберите подходящие промежутки.
- Нули числителя можно включать при нестрогом неравенстве, а нули знаменателя исключают всегда.