Давайте разберёмся с этой задачей по шагам, так как она кажется достаточно сложной и включает алгебраические выражения и абсолютное значение.
Задача: \[ \left| \frac{x^2 - 10x + 21}{x^2 - 12x + 32} \right| = - \frac{x^2 - 10x + 21}{x^2 - 12x + 32} \]
Шаг 1. Запишем условие подробнее.
Обозначим: \[ f(x) = \frac{x^2 - 10x + 21}{x^2 - 12x + 32} \]
Тогда условие:
\[ |f(x)| = -f(x) \]
Обратите внимание, что модуль равен отрицательной функции. Что это означает?
Шаг 2. Рассмотрим свойства.
Известно, что:
- Модуль числа всегда неотрицателен: \(|f(x)| \ge 0\).
- Тогда равенство \(|f(x)| = -f(x)\) может иметь смысл только если \(-f(x) \ge 0\), то есть \(f(x) \le 0\), потому что:
\[ |f(x)| = -f(x) \Rightarrow \text{если } f(x) \ge 0, \text{то } |f(x)| = f(x) \neq -f(x), \ тогда условие не выполняется. \]
Итак:
\[ |f(x)| = -f(x) \Rightarrow f(x) \le 0 \]
При этом, так как \(|f(x)| = -f(x)\), это дополнительно означает:
\[ |f(x)| = -f(x) \Rightarrow \text{при } f(x) \le 0, |f(x)| = -f(x) \text{ (так как это равно модулю).} \]
Шаг 3. Решим неравенство и уравнение.
Для выполнения условие:
\[ |f(x)| = -f(x) \]
где \(f(x)\) — выражение:
\[ f(x) = \frac{x^2 - 10x + 21}{x^2 - 12x + 32} \]
Обмотрим два случая.
Случай 1: \(f(x) \ge 0\)
Тогда:
\[ |f(x)| = f(x) \]
Условие становится:
\[ f(x) = -f(x) \Rightarrow 2f(x) = 0 \Rightarrow f(x) = 0 \]
Проверяем, когда \(f(x) = 0\):
\[ \frac{x^2 - 10x + 21}{x^2 - 12x + 32} = 0 \]
Значение дроби равно нулю, если числитель равен нулю (при условии, что знаменатель не равен нулю):
\[ x^2 - 10x + 21 = 0 \]
Решим квадратичное уравнение:
\[ x^2 - 10x + 21 = 0 \]
Дискриминант:
\[ D = 100 - 4 \times 1 \times 21 = 100 - 84 = 16 \]
Корни:
\[ x = \frac{10 \pm \sqrt{16}}{2} = \frac{10 \pm 4}{2} \]
Итак:
\[ x_1 = \frac{10 + 4}{2} = 7 \] \[ x_2 = \frac{10 - 4}{2} = 3 \]
Проверим, чтобы знаменатель не был равен нулю в этих точках:
\[ x^2 - 12x + 32 \neq 0 \]
Решим уравнение:
\[ x^2 - 12x + 32 = 0 \]
Дискриминант:
\[ D' = 144 - 128 = 16 \]
Корни:
\[ x = \frac{12 \pm 4}{2} \]
\[ x = 8 \quad \text{или} \quad x = 4 \]
Следовательно, в точках \(x=3\) и \(x=7\) знаменатель не равен нулю.
Значит, в случае когда \(f(x) \ge 0\), решение:
\[ x = 3, 7 \]
И при этом нужно проверить, что в этих точках \(f(x) \ge 0\).
Проверим знак \(f(x)\) для \(x=3\) и \(x=7\).
Для \(x=3\):
Числитель:
\[ 3^2 - 10 \times 3 + 21 = 9 - 30 + 21 = 0 \]
Знаменатель:
\[ 9 - 36 + 32 = 5 \]
Итог:
\[ f(3) = 0/5 = 0 \Rightarrow f(3) \ge 0 \]
Подходит.
Для \(x=7\):
Числитель:
\[ 49 - 70 + 21 = 0 \]
Знаменатель:
\[ 49 - 84 + 32 = -3 \]
Итог:
\[ f(7) = 0/(-3) = 0 \Rightarrow f(7) \ge 0 \]
Тоже подходит.
Итюча для первого случая:
Решение при \(f(x) \ge 0\):
\[ x = 3, 7 \]
Случай 2: \(f(x) < 0\)
Тогда:
\[ |f(x)| = -f(x) \]
Работает при \(f(x) < 0\), и условие выполняется всегда, так как:
\[ |f(x)| = -f(x) \Rightarrow \text{для } f(x) < 0, \text{верно.} \]
Значит, при \(f(x) < 0\), условие равно Ver.
Следовательно, все \(x\), при которых \(f(x) < 0\), будут решениями.
Итого:
- В точках, где \(f(x) = 0\), выполнено решение, и оно равно \(x=3, 7\).
- В точках, где \(f(x) < 0\), условие тоже выполняется.
- В точках, где \(f(x) > 0\), условие не выполняется.
Итоговые решения.
Все \(x\), такие что:
\[ f(x) \le 0 \]
и при этом знаменатель не равен нулю:
\[ x^2 - 12x + 32 \neq 0 \]
Рассмотрим знак \(f(x)\):
\[ f(x) = \frac{x^2 - 10x + 21}{x^2 - 12x + 32} \]
Разложение числителя:
\[ x^2 - 10x + 21 = (x-3)(x-7) \]
Разложение знаменателя:
\[ x^2 - 12x + 32 = (x-4)(x-8) \]
Область определения:
\[ x \neq 4, 8 \]
Анализ знаков:
- Знаменатель:
\[ x - 4, \quad x - 8 \]
- Числитель:
\[ x - 3, \quad x - 7 \]
Таблица знаков для деления:
| интервал | \((x-3)\) | \((x-7)\) | \((x-4)\) | \((x-8)\) | \(f(x)\) | комментарий |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \(x < 3\) | - | - | - | - | \((+)(-)/(-)(-)\) = \(-\) | числитель: >0, знаменатель: >0, \(f(x)<0\) |
| \(3< x <4\) | + | - | - | - | \(+ \times - / - \times -\) = \(-\) | \(f(x)<0\) |
| \(4< x <7\) | + | - | + | - | \(+\times - / + \times -\) = \(+\) | \(f(x)>0\) |
| \(7< x <8\) | + | + | + | - | \(+\times + / + \times -\) = \(-\) | \(f(x)<0\) |
| \(x > 8\) | + | + | + | + | \(+\times + / + \times +\) = \(+\) | \(f(x)>0\) |
Итоговые решения:
- \(f(x) \le 0\) при интервалах:
\[ (-\infty, 3),\, (3,4),\, (7,8) \]
включая точки, где числитель равен нулю (то есть \(x=3,7\)) — решение, так как \(f(x)=0\) в этих точках.
- Знаменатель не должен равняться нулю:
\[ x \neq 4, 8 \]
Ответ:
\[ x \in (-\infty, 3] \cup (3, 4) \cup (7,8) \]
Обратите внимание, что точка \(x=3\), где \(f(x)=0\), является решением. Аналогично — \(x=7\) (значение ноль). Точки \(x=4\) и \(x=8\) исключены, так как в этих точках выражение не определено.
Итоговое решение
\[ \boxed{ x \in (-\infty, 3] \cup (3, 4) \cup (7,8) } \]
Если нужно, могу дополнительно объяснить подробнее или помочь проверить эти решения!