Давайте решим задачу: найти наименьшее значение x, при котором выражение \((x - 2)(x - 3) (4 - x)(x + 2)\) отрицательно.
Шаг 1. Запишем исходное выражение: \[ f(x) = (x - 2)(x - 3) (4 - x)(x + 2) \]
Шаг 2. Определим нули каждого множителя:
- \(x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2\)
- \(x - 3 = 0 \Rightarrow x = 3\)
- \(4 - x = 0 \Rightarrow x = 4\)
- \(x + 2 = 0 \Rightarrow x = -2\)
Обозначим эти точки: \[ x = -2,\quad x=2,\quad x=3,\quad x=4 \]
Шаг 3. Исследуем знаки множителей на интервалах, разбитых по этим точкам: \((-\infty, -2)\), \((-2, 2)\), \((2, 3)\), \((3, 4)\), \((4, +\infty)\).
Шаг 4. Анализируем знак каждого множителя на интервалах:
- \(x - 2\):
- отрицательно, когда \(x < 2\);
- равно нулю при \(x=2\);
- положительно, при \(x > 2\).
- \(x - 3\):
- отрицательно, когда \(x < 3\);
- равно нулю при \(x=3\);
- положительно, при \(x > 3\).
- \(4 - x\):
- положительно, когда \(x < 4\);
- равно нулю при \(x=4\);
- отрицательно, когда \(x > 4\).
- \(x + 2\):
- отрицательно, при \(x < -2\);
- равно нулю при \(x=-2\);
- положительно, при \(x > -2\).
Это анализ дает следующий знак множителей на интервалах:
| Интервал | \(x + 2\) | \(x-2\) | \(x-3\) | \(4 - x\) | Общее произведение \(f(x)\) |
|---|---|---|---|---|---|
| \((-\infty, -2)\) | отрицательно | отрицательно | отрицательно | положительно | ? |
| \((-2, 2)\) | положительно | отрицательно | отрицательно | положительно | ? |
| \((2, 3)\) | положительно | положительно | отрицательно | положительно | ? |
| \((3, 4)\) | положительно | положительно | положительно | положительно | ? |
| \((4, +\infty)\) | положительно | положительно | положительно | отрицательно | ? |
Теперь определим знак выражения \(f(x)\) на каждом интервале:
На \(\left(-\infty, -2\right)\):
\(x + 2 < 0\) → отрицательно
\(x - 2 < 0\) → отрицательно
\(x - 3 < 0\) → отрицательно
\(4 - x > 0\) → положительно
Произведение: \(\text{негатив} \times \text{негатив} \times \text{негатив} \times \text{положительно}\)
Количество отрицательных множителей: 3 → результат будет отрицательным, так как три минуса дают минус.
Значит, \(f(x) < 0\) на \((-\infty, -2)\).
На \((-2, 2)\):
\(x + 2 > 0\),
\(x - 2 < 0\),
\(x - 3 < 0\),
\(4 - x > 0\).
Количество отрицательных: два ( \(x - 2\), \(x - 3\) ), значит итог: плюсовое перемножение двух отрицательных и двух плюсовых даёт знак минус (так как 2 отрицательных множителя).
итого: \(f(x) < 0\).
На \((2, 3)\):
\(x + 2 > 0\),
\(x - 2 > 0\),
\(x - 3 < 0\),
\(4 - x > 0\).
Кол-во отрицательных: один ( \(x - 3\)), итог: знак минус.
Значит, \(f(x) < 0\).
На \((3, 4)\):
все множители положительны, кроме \(4 - x\) при \(x \in (3, 4)\):
\(4 - x > 0\) (при \(x<4\)), остальные тоже положительны.
Кол-во отрицательных: 0, знак: плюс.
\(f(x) > 0\).
На \((4, +\infty)\):
\(x + 2 > 0\),
\(x - 2 > 0\),
\(x - 3 > 0\),
\(4 - x < 0\).
Одна отрицательная — значит знак минус.
\(f(x) < 0\).
Итак, выражение отрицательно на интервалах:
\[ (-\infty, -2), \quad (-2, 2), \quad (2, 3), \quad (4, +\infty) \]
Обратите внимание, при \(x=-2, 2, 3, 4\) есть нулевые точки, где \(f(x) = 0\), а нас интересует строго отрицательное значение, то есть исключаем эти точки.
Наименьшее значение x, при котором \(f(x) < 0\), — это \(-\infty\). Но поскольку вопрос — найти наименьшее конкретное значение, вероятно, имеется в виду — наименьшее число в области отрицательности, то есть самое маленькое x, при котором \(f(x) < 0\).
Наименьшее такое x — это на границе интервала \((-\infty, -2)\). Самая низкая точка — приближение к \(-\infty\), но для конкретного x — минимальное конечное значение при \(x \to -\infty\), что не имеет смысла.
Чаще всего, такие задачи ищут ближайшее или конкретное значение в пределах области, где выражение отрицательно. Следовательно, ответ — самое маленькое конкретное число, ближайшее к \(-2\) слева — это любой \(x < -2\).
Следовательно, наименьшее конкретное число x, при котором выражение отрицательно, — это любое число, меньшее \(-2\). Самое разумное — ответить посередине, то есть наименьшее значение x — это любой x, меньшее \(-2\).
Ответ: \(x \to -\infty\), или, если нужен конкретный пример — любое число меньше \(-2\).
Если нужно точное число, то можно взять, например, \(x = -3\), и там выражение будет отрицательно.
Итог:
Наименьшее значение x, при котором выражение отрицательно — это любое число, которое меньше \( -2 \).
Если нужно еще что-то — скажите!