Давайте решим неравенство \( \frac{14}{(x - 5)^2} - 2 > 0 \) и объясним каждый шаг.
Шаг 1: Перепишем неравенство
Для удобства можно сначала привести один вариант неравенства:
\[ \frac{14}{(x - 5)^2} > 2 \]
Шаг 2: Умножим обе части на \((x - 5)^2\)
Так как \((x - 5)^2\) всегда положительно для всех \(x \neq 5\) (квадрат любого числа неотрицателен), мы можем умножить обе стороны неравенства на \((x - 5)^2\):
\[ 14 > 2(x - 5)^2 \]
Шаг 3: Упростим неравенство
Теперь раскроем скобки и упростим правую часть:
\[ 14 > 2(x^2 - 10x + 25) \]
Умножим:
\[ 14 > 2x^2 - 20x + 50 \]
Теперь подведем все к одной стороне:
\[ 0 > 2x^2 - 20x + 50 - 14 \]
Упрощаем:
\[ 0 > 2x^2 - 20x + 36 \]
Или:
\[ 2x^2 - 20x + 36 < 0 \]
Шаг 4: Упростим уравнение
Можно разделить все коэффициенты на 2:
\[ x^2 - 10x + 18 < 0 \]
Шаг 5: Найдем корни квадратного уравнения
Теперь мы используем дискриминант, чтобы найти корни:
\[ D = b^2 - 4ac = (-10)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 18 = 100 - 72 = 28 \]
Так как дискриминант положительный, уравнение имеет два различных корня. Найдем их по формуле:
\[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{10 \pm \sqrt{28}}{2} = \frac{10 \pm 2\sqrt{7}}{2} = 5 \pm \sqrt{7} \]
Таким образом, корни:
\[ x_1 = 5 - \sqrt{7}, \quad x_2 = 5 + \sqrt{7} \]
Шаг 6: Определим интервалы
Корни делят числовую прямую на три интервала:
- \( x < 5 - \sqrt{7} \)
- \( 5 - \sqrt{7} < x < 5 + \sqrt{7} \)
- \( x > 5 + \sqrt{7} \)
Шаг 7: Выбор знака
Чтобы определить, где неравенство \(x^2 - 10x + 18 < 0\) выполняется, протестируем каждую из полученных областей, подставив в неравенство любое число из этих интервалов.
Для \(x < 5 - \sqrt{7}\): выберем \(x = 0\)
\(0^2 - 10 \cdot 0 + 18 = 18 > 0\) (тут не работает)
Для \(5 - \sqrt{7} < x < 5 + \sqrt{7}\): выберем \(x = 5\):
\(5^2 - 10 \cdot 5 + 18 = 18 - 50 + 18 = -14 < 0\) (это работает)
Для \(x > 5 + \sqrt{7}\): выберем \(x = 10\):
\(10^2 - 10 \cdot 10 + 18 = 18 > 0\) (тут не работает)
Шаг 8: Запишем ответ
Таким образом, неравенство \( \frac{14}{(x - 5)^2} - 2 > 0 \) выполняется в интервале:
\[ \boxed{(5 - \sqrt{7}, 5 + \sqrt{7})} \]
Это и будет нашим ответом.