Чтобы решить неравенство \( x^2 < 9 \), сначала преобразуем его:
Запишем неравенство в виде: \[ x^2 - 9 < 0 \]
Теперь факторизуем левую часть: \[ (x - 3)(x + 3) < 0 \]
Для решения неравенства определим нули: \( x - 3 = 0 \) и \( x + 3 = 0 \). Это дает два корня: \( x = 3 \) и \( x = -3 \).
Теперь определим промежутки, на которых произведение \( (x - 3)(x + 3) \) будет меньше нуля. Нули разбивают числовую прямую на три интервала:
- \( (-\infty, -3) \)
- \( (-3, 3) \)
- \( (3, +\infty) \)
Теперь тестируем каждый интервал:
Для интервала \( (-\infty, -3) \) выберем \( x = -4 \): \[ (-4 - 3)(-4 + 3) = (-7)(-1) = 7 \quad (\text{больше } 0) \]
Для интервала \( (-3, 3) \) выберем \( x = 0 \): \[ (0 - 3)(0 + 3) = (-3)(3) = -9 \quad (\text{меньше } 0) \]
Для интервала \( (3, +\infty) \) выберем \( x = 4 \): \[ (4 - 3)(4 + 3) = (1)(7) = 7 \quad (\text{больше } 0) \]
Таким образом, неравенство \( (x - 3)(x + 3) < 0 \) выполняется только на интервале \( (-3, 3) \).
Следовательно, решение неравенства \( x^2 < 9 \) записывается как: \[ \boxed{(-3, 3)} \]