Чтобы решить неравенство (\frac{5x + 4}{x - 3} < 4), сначала перенесем 4 в левую сторону:
[
\frac{5x + 4}{x - 3} - 4 < 0
]
Теперь необходимо привести к общему знаменателю:
[
\frac{5x + 4 - 4(x - 3)}{x - 3} < 0
]
Упростим числитель:
[
5x + 4 - 4x + 12 = x + 16
]
Итак, мы получили:
[
\frac{x + 16}{x - 3} < 0
]
Теперь необходимо найти, когда дробь меньше нуля. Для этого определим нули числителя и знаменателя:
- Нуль числителя: (x + 16 = 0 \Rightarrow x = -16)
- Нуль знаменателя: (x - 3 = 0 \Rightarrow x = 3)
Теперь у нас есть два критических значения: (x = -16) и (x = 3). Проверяем знаки во следующих интервалах:
- (x < -16)
- (-16 < x < 3)
- (x > 3)
Проверим знак дроби в каждом из интервалов:
Для (x < -16) (например, (x = -17)):
[
\frac{-17 + 16}{-17 - 3} = \frac{-1}{-20} > 0
]
Для (-16 < x < 3) (например, (x = 0)):
[
\frac{0 + 16}{0 - 3} = \frac{16}{-3} < 0
]
Для (x > 3) (например, (x = 4)):
[
\frac{4 + 16}{4 - 3} = \frac{20}{1} > 0
]
Теперь обозначим знаки:
- Для (x < -16) дробь положительна,
- Для (-16 < x < 3) дробь отрицательна,
- Для (x > 3) дробь положительна.
Поскольку нас интересует, когда дробь меньше нуля, то решение неравенства:
[
-16 < x < 3
]
Также необходимо учесть, что (x \neq 3), так как в этом случае дробь не определена.
Таким образом, окончательное решение неравенства:
[
(-16, 3)
]