Чтобы понять неравенство \( \frac{x(x-2)^2(x+3)^3}{(x+4)^4(x-5)} \leq 0 \), мы будем следовать пошаговому алгоритму.
Шаг 1: Найдем нули числителя и знаменателя
Первым делом определим, при каких значениях \( x \) числитель и знаменатель равны нулю.
Числитель: \[ x(x-2)^2(x+3)^3 = 0 \]
Здесь \( x = 0 \), \( x - 2 = 0 \), и \( x + 3 = 0 \), что дает:
- \( x = 0 \)
- \( x = 2 \) (с кратностью 2)
- \( x = -3 \) (с кратностью 3)
Знаменатель: \[ (x+4)^4(x-5) = 0 \]
Здесь \( x + 4 = 0 \) и \( x - 5 = 0 \), что дает:
- \( x = -4 \) (с кратностью 4)
- \( x = 5 \)
Шаг 2: Запишем корни и их кратности
Теперь мы имеем следующие критические точки:
- \( x = -4 \) (нулевой у знаменателя, кратность 4, следовательно, меняет знак)
- \( x = -3 \) (кратность 3, меняет знак)
- \( x = 0 \) (кратность 1, меняет знак)
- \( x = 2 \) (кратность 2, знак не меняет)
- \( x = 5 \) (нулевой у знаменателя, кратность 1, меняет знак)
Шаг 3: Определим интервалы
Теперь определим знаки функции на интервалах, образованных этими критическими точками. Интервалы:
- \( (-\infty, -4) \)
- \( (-4, -3) \)
- \( (-3, 0) \)
- \( (0, 2) \)
- \( (2, 5) \)
- \( (5, +\infty) \)
Шаг 4: Проверка знаков
Выберем тестовые значения из каждого интервала и подставим их в неравенство:
Для интервала \( (-\infty, -4) \):
- Тестовое значение: \( x = -5 \)
- Знак: \( \frac{- \cdot - \cdot -}{- \cdot -} \) → положительный.
Для интервала \( (-4, -3) \):
- Тестовое значение: \( x = -3.5 \)
- Знак: \( \frac{- \cdot - \cdot -}{+ \cdot -} \) → положительный.
Для интервала \( (-3, 0) \):
- Тестовое значение: \( x = -1 \)
- Знак: \( \frac{- \cdot - \cdot +}{+ \cdot -} \) → отрицательный.
Для интервала \( (0, 2) \):
- Тестовое значение: \( x = 1 \)
- Знак: \( \frac{+ \cdot - \cdot +}{+ \cdot -} \) → положительный.
Для интервала \( (2, 5) \):
- Тестовое значение: \( x = 3 \)
- Знак: \( \frac{+ \cdot + \cdot +}{+ \cdot -} \) → отрицательный.
Для интервала \( (5, +\infty) \):
- Тестовое значение: \( x = 6 \)
- Знак: \( \frac{+ \cdot + \cdot +}{+ \cdot +} \) → положительный.
Шаг 5: Подводим итоги
Теперь знаем, что:
- Интервал \( (-3, 0) \) — знак отрицательный.
- Интервал \( (2, 5) \) — знак отрицательный.
Шаг 6: Получим итоговый ответ
Неравенство \( \frac{x(x-2)^2(x+3)^3}{(x+4)^4(x-5)} \leq 0 \) выполняется на интервалах:
- \( [-3, 0] \) (включаем \( -3 \) и \( 0 \))
- \( [2, 5) \) (включаем \( 2 \), не включаем \( 5 \))
Окончательный ответ
Таким образом, решение неравенства: \[ x \in [-3, 0] \cup [2, 5) \]
На числовой линии это будет выглядеть следующим образом:
- Точки: \( -3, 0, 2, 5 \)
- Явно отмеченные закрытые (напр. «●») точки на отрезках, в том числе на границах.