Для решения неравенства \( \frac{1}{x} > x \) методом интервалов, начнем с приведения неравенства к общему виду.
Перепишем неравенство:
\[ \frac{1}{x} - x > 0 \]
Или же:
\[ \frac{1 - x^2}{x} > 0 \]Найдем корни числителя и знаменателя:
- Числитель \( 1 - x^2 = 0 \) дает \( x^2 = 1 \), то есть \( x = 1 \) и \( x = -1 \).
- Знаменатель \( x = 0 \) недопустим, поэтому \( x \) не может равняться 0.
Теперь у нас есть критические точки: \( x = -1 \), \( x = 0 \), и \( x = 1 \).
Разделим числовую прямую на интервалы по найденным критическим точкам:
- Интервал \( (-\infty, -1) \)
- Интервал \( (-1, 0) \)
- Интервал \( (0, 1) \)
- Интервал \( (1, +\infty) \)
Теперь проверим знак выражения \( \frac{1 - x^2}{x} \) на каждом из интервалов.
Для интервала \( (-\infty, -1) \): пусть \( x = -2 \)
\[ \frac{1 - (-2)^2}{-2} = \frac{1 - 4}{-2} = \frac{-3}{-2} > 0 \] (знак положительный)Для интервала \( (-1, 0) \): пусть \( x = -0.5 \)
\[ \frac{1 - (-0.5)^2}{-0.5} = \frac{1 - 0.25}{-0.5} = \frac{0.75}{-0.5} < 0 \] (знак отрицательный)Для интервала \( (0, 1) \): пусть \( x = 0.5 \)
\[ \frac{1 - (0.5)^2}{0.5} = \frac{1 - 0.25}{0.5} = \frac{0.75}{0.5} > 0 \] (знак положительный)Для интервала \( (1, +\infty) \): пусть \( x = 2 \)
\[ \frac{1 - 2^2}{2} = \frac{1 - 4}{2} = \frac{-3}{2} < 0 \] (знак отрицательный)
Теперь мы можем собрать результаты:
- На интервале \( (-\infty, -1) \) выражение положительное.
- На интервале \( (-1, 0) \) выражение отрицательное.
- На интервале \( (0, 1) \) выражение положительное.
- На интервале \( (1, +\infty) \) выражение отрицательное.
Таким образом, решением неравенства \( \frac{1}{x} > x \) являются интервалы, где выражение положительно: \((- \infty, -1)\) и \((0, 1)\).
Итак, окончательный ответ:
\[ x \in (-\infty, -1) \cup (0, 1) \]
