42В. Решите неравенство  \(3 < \frac{{7{x^2} — 5x + 7}}{{{x^2} + 1}} < 6\)

Ответ

ОТВЕТ:  \(\left( {\frac{{5 — \sqrt {21} }}{2};\;\frac{{5 + \sqrt {21} }}{2}} \right).\)

Решение

\(3 < \frac{{7{x^2} — 5x + 7}}{{{x^2} + 1}} < 6\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{7{x^2} — 5x + 7}}{{{x^2} + 1}} > 3,}\\{\frac{{7{x^2} — 5x + 7}}{{{x^2} + 1}} < 6\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{7{x^2} — 5x + 7 — 3{x^2} — 3}}{{{x^2} + 1}} > 0,}\\{\frac{{7{x^2} — 5x + 7 — 6{x^2} — 6}}{{{x^2} + 1}} < 0\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{4{x^2} — 5x + 4}}{{{x^2} + 1}} > 0,}\\{\frac{{{x^2} — 5x + 1}}{{{x^2} + 1}} < 0.\,\,\,\,\,}\end{array}} \right.\)

Так как дискриминант квадратного трёхчлена  \(4{x^2} — 5x + 4\)  меньше нуля,  то  \(4{x^2} — 5x + 4 > 0,\;\;\;\;{x^2} + 1 > 0\)  при  \(x \in R.\)  Тогда:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{4{x^2} — 5x + 4}}{{{x^2} + 1}} > 0,}\\{\frac{{{x^2} — 5x + 1}}{{{x^2} + 1}} < 0\,\,\,\,\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{x^2} — 5x + 1 < 0.\)

\({x^2} — 5x + 1 < 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left( {x — \frac{{5 + \sqrt {21} }}{2}} \right)\left( {x — \frac{{5 — \sqrt {21} }}{2}} \right) < 0.\)

Решим полученное неравенство методом интервалов:

Таким образом, решением исходного неравенства является:  \(x \in \left( {\frac{{5 — \sqrt {21} }}{2};\;\frac{{5 + \sqrt {21} }}{2}} \right).\)

Ответ:  \(\left( {\frac{{5 — \sqrt {21} }}{2};\;\frac{{5 + \sqrt {21} }}{2}} \right).\)