Чтобы решить неравенство \( 4 - \frac{x}{x + 3} > 0 \), начнем с упрощения выражения и анализа его знаков.
Шаг 1: Приведем неравенство к удобному виду
Запишем неравенство: \[ 4 - \frac{x}{x + 3} > 0 \]
Шаг 2: Переносим дробь вправо
Переносим дробь на правую сторону: \[ 4 > \frac{x}{x + 3} \]
Шаг 3: Умножим обе стороны на \( x + 3 \)
Важно помнить, что при умножении неравенства на переменную мы должны учитывать, что знак неравенства может измениться в зависимости от знака \( x + 3 \). Умножив на \( x + 3 \), нужно рассмотреть два случая: когда \( x + 3 > 0 \) и когда \( x + 3 < 0 \).
Случай 1: \( x + 3 > 0 \) (то есть \( x > -3 \))
Умножаем на \( x + 3 \): \[ 4(x + 3) > x \]
Раскроем скобки: \[ 4x + 12 > x \]
Переносим \( x \) влево: \[ 4x - x + 12 > 0 \] \[ 3x + 12 > 0 \]
Вычтем 12 из обеих сторон: \[ 3x > -12 \]
Разделим обе стороны на 3: \[ x > -4 \]
Поскольку мы рассматриваем случай \( x + 3 > 0 \), то: \[ x > -3 \]
Таким образом, для этого случая сходятся условия \( x > -4 \) и \( x > -3 \). Мы оставляем: \[ x > -3 \]
Случай 2: \( x + 3 < 0 \) (то есть \( x < -3 \))
Теперь умножаем: \[ 4(x + 3) < x \]
Раскроем скобки: \[ 4x + 12 < x \]
Переносим \( x \) влево: \[ 4x - x + 12 < 0 \] \[ 3x + 12 < 0 \]
Вычтем 12 из обеих сторон: \[ 3x < -12 \]
Разделим обе стороны на 3: \[ x < -4 \]
Шаг 4: Объединение решений
Теперь объединяем оба случая.
- Для первого случая: \( x > -3 \)
- Для второго случая: \( x < -4 \)
Теперь, давайте определим, какие значения \( x \) удовлетворяют оригинальному неравенству:
- Для \( x < -4 \) решение выполняется,
- Для \( x > -3 \) решение тоже выполняется.
Таким образом, окончательное решение: \[ x < -4 \quad \text{или} \quad x > -3 \]
Шаг 5: Чертеж знаков выражения
Теперь мы можем определить знак выражения \( 4 - \frac{x}{x + 3} \):
- Для \( x < -4 \): положительное значение. (выражение больше 0)
- Для \( -4 < x < -3 \): отрицательное значение. (выражение меньше 0)
- Для \( x > -3 \): положительное значение. (выражение больше 0)
Поэтому можно построить схему (или график) на числовой оси, где:
- Непосредственно на промежутке \( (-\infty, -4) \) и \( (-3, +\infty) \) - выражение положительное,
- На промежутке \( (-4, -3) \) - выражение отрицательное.
Таким образом, знаки выражения \( 4 - \frac{x}{x + 3} \) определены и их можно изобразить на числовой оси.