Чтобы определить границы интервалов, на которых данное выражение принимает положительные значения, начнем с анализа самого выражения:
\[ -4 (x^2 - 25)(x^2 + 2x) \]
Приведем выражение к более простому виду.
Начнем с разложения каждого множителя на множители:
Первый множитель \(x^2 - 25\) является разностью квадратов и раскладывается так: \[ x^2 - 25 = (x - 5)(x + 5) \]
Второй множитель \(x^2 + 2x\) можно вынести \(x\): \[ x^2 + 2x = x(x + 2) \]
Теперь подставим это обратно в исходное выражение: \[ -4 ( (x - 5)(x + 5) )( x(x + 2) ) \]
Определим, для каких значений \(x\) само выражение \( (x - 5)(x + 5)(x)(x + 2) \) является отрицательным, так как мы объектем с отрицательным коэффициентом (-4).
Найдём корни множителей:
- \(x - 5 = 0 \Rightarrow x = 5\)
- \(x + 5 = 0 \Rightarrow x = -5\)
- \(x = 0 \Rightarrow x = 0\)
- \(x + 2 = 0 \Rightarrow x = -2\)
Таким образом, корни—это \(x = -5\), \(x = -2\), \(x = 0\), и \(x = 5\).
Наносим корни на числовую прямую, чтобы определить интервалы:
- \( (-\infty, -5) \)
- \( (-5, -2) \)
- \( (-2, 0) \)
- \( (0, 5) \)
- \( (5, +\infty) \)
Определим знак выражения в каждом из этих интервалов. Для этого выберем по одному тестовому значению из каждого интервала:
- Для \(x < -5\) (например, \(x = -6\)): \[ ( -6 - 5 )( -6 + 5 )( -6 )( -6 + 2 ) = (-)(-)(-)(-) > 0 \]
- Для \(-5 < x < -2\) (например, \(x = -4\)): \[ ( -4 - 5 )( -4 + 5 )( -4 )( -4 + 2 ) = (-)(+)(-)(-) < 0 \]
- Для \(-2 < x < 0\) (например, \(x = -1\)): \[ ( -1 - 5 )( -1 + 5 )( -1 )( -1 + 2 ) = (-)(+)(-)(+) > 0 \]
- Для \(0 < x < 5\) (например, \(x = 1\)): \[ ( 1 - 5 )( 1 + 5 )( 1 )( 1 + 2 ) = (-)(+)(+)(+) < 0 \]
- Для \(x > 5\) (например, \(x = 6\)): \[ ( 6 - 5 )( 6 + 5 )( 6 )( 6 + 2 ) = (+)(+)(+)(+) > 0 \]
Теперь мы можем подвести итоги по знакам выражения:
- В интервале \( (-\infty, -5) \) — положительное.
- В интервале \( (-5, -2) \) — отрицательное.
- В интервале \( (-2, 0) \) — положительное.
- В интервале \( (0, 5) \) — отрицательное.
- В интервале \( (5, +\infty) \) — положительное.
Итак, выражение \( -4 (x^2 - 25)(x^2 + 2x) \) будет положительным в следующих интервалах:
- \( (-\infty, -5) \)
- \( (-2, 0) \)
- \( (5, +\infty) \)
Ответ: \[ (-\infty, -5) \cup (-2, 0) \cup (5, +\infty) \]