условие

x25x2x25x+2+x25x+16x25x0

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели не должны обращаться в ноль. Раскладываем x² − 5x = x(x − 5). Корни x² − 5x + 2 находим через дискриминант.

ОДЗ
x25x+2=0
D=5242=258=17
x=5±172
{x25x+20x(x5)0{x5±172x0x5

шаг 2.Делаем замену

В обоих знаменателях встречается одно и то же подвыражение x² − 5x. Положим t = x² − 5x. Тогда x² − 5x + 2 = t + 2, x² − 5x − 2 = t − 2, x² − 5x + 16 = t + 16, и неравенство переписывается в t.

t=x25x
t2t+2+t+16t0

шаг 3.Решаем неравенство относительно t

Общий знаменатель — t(t + 2). Раскрываем числитель, приводим подобные и узнаём в нём полный квадрат.

(t2)t+(t+16)(t+2)t(t+2)0
(t22t)+(t2+18t+32)t(t+2)0
2t2+16t+32t(t+2)0
2(t2+8t+16)t(t+2)0
2(t2+2t4+42)t(t+2)0
2(t+4)2t(t+2)0

Узнаём полный квадрат: t² + 8t + 16 = t² + 2·t·4 + 4² = (t + 4)² (формула a² + 2ab + b² = (a + b)²).

шаг 4.Метод интервалов в t

Корни в порядке возрастания: −4 (закрашена — корень числителя кратности 2, петелька), −2 (выколота — точка разрыва), 0 (выколота — точка разрыва). Неравенство нестрогое (≤ 0): значения, в которых дробь равна нулю, входят в решение.

+++420
+
t
Пробная точка t = −1 на интервале (−2; 0): (−1 + 4)² / ((−1)·(−1 + 2)) = 9 / (−1) < 0, значит знак «−». Корень −4 чётной кратности — знак при переходе через эту точку не меняется (петелька). Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(;a)(a;+)
≥ 0
+ +
(;+)
< 0
+ +
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.
Решение ≤ 0: интервал со знаком «−» вместе с самой точкой t = −4, где числитель обращается в ноль. Получаем t = −4 или t ∈ (−2; 0).

шаг 5.Обратная замена — ветка t ∈ (−2; 0)

Двойное неравенство −2 < x² − 5x < 0 распадается на систему двух условий через И — обе части должны выполняться одновременно. Решаем каждое неравенство отдельно, потом пересекаем зоны и получаем ответ для этой ветки.

t(2;0):2<x25x<0
{x25x>2x25x<0
{x25x+2>0x(x5)<0
x25x+2=0
D=5242=17
x=5±172
x(x5)=0x=0,x=5
x(0;5172)(5+172;5)
++x² − 5x + 2 > 0
5172
5+172
+
x
++x(x − 5) < 005
+
x
пересечение05
5172
5+172
+
x

Численные приближения: (5 − √17)/2 ≈ 0,44, (5 + √17)/2 ≈ 4,56. Эти иррациональные границы — корни знаменателя «x² − 5x + 2», уже выколочены ОДЗ; границы 0 и 5 — корни «x(x − 5)», тоже выколоты ОДЗ. На пересечении все четыре точки остаются выколотыми.

шаг 6.Объединение веток

Для t = −4 воспользуемся теоремой Виета (произведение 4, сумма 5). Объединяем оба набора x в финальный ответ.Когда объединяем, а когда пересекаем?
Если несколько условий связаны через И (одновременно выполняются), берём ПЕРЕСЕЧЕНИЕ множеств. Типичный пример — ОДЗ: «знаменатель 1 ≠ 0 И знаменатель 2 ≠ 0», или система внутри сложной ветки в шаге 5: «x² − 5x + 2 > 0 И x(x − 5) < 0».
Если условия связаны через ИЛИ (выполняется хотя бы одно), берём ОБЪЕДИНЕНИЕ. Типичный пример — метод интервалов в t из шага 4: «t = −4 t ∈ (−2; 0)» означает «t = −4 ИЛИ t ∈ (−2; 0)» — это два разных значения t, любое из них даёт x в ответ.
У нас результат метода интервалов в t — объединение через ИЛИ. После обратной замены каждая ветка в t даёт свой набор x, и эти наборы тоже соединены через ИЛИ → объединяем. Если бы ветки были связаны системой через И, мы бы пересекали.
t=4:x25x=4
(x1)(x4)=0
x{1;4}
t(2;0):
x(0;5172)(5+172;5)
случай t = −414
+
x
случай t ∈ (−2; 0)05
5172
5+172
+
x
объединение0145
5172
5+172
+
x
Петелька t = −4 из шага 4 даёт после обратной замены изолированные точки x = 1 и x = 4 — нестрогое ≤ 0 включает значения, где числитель равен нулю.Что петелька добавляет в x-ответ?при t = −x² + 5x − 2
Зависит от двух вещей:
1где петелька на оси t — внутри интервала или изолирована
2есть ли решение уравнения
t = −x² + 5x − 2 —> D ≥ 0 или D < 0
ВНУТРИ интервала. Петелька внутри заштрихованной зоны на оси t. Нового вклада в ответ петелька не даёт.
245t
D ≥ 0: эти x уже внутри ответа для этого интервала.
t = 4 -> x ∈ {2; 3} но {2; 3} ∈ (1; 4)
D < 0: таких x нет. Интервал, в котором лежит петелька, уже дал ответ.
t = 5 -> x ∈ ∅
ИЗОЛИРОВАНА. Петелька вне интервалов на оси t.
45t
D ≥ 0: новые x идут в ответ отдельными точками (одна или две).
t = 4 -> x ∈ {2; 3}
D < 0: петелька «теряется» — в ответ ничего не вносит.
t = 5 -> x ∈ ∅
ВНУТРИ · D ≥ 0tx2423
Ответ: x ∈ (1; 4)
ВНУТРИ · D < 0tx2514
Ответ: x ∈ (1; 4)
ИЗОЛ. · D ≥ 0tx423
Ответ: x = 2; 3
ИЗОЛ. · D < 0tx5
Ответ: решений нет
У нас: ИЗОЛ. · D ≥ 0 (петелька даёт новые x-точки)

ответ

x(0;5172){1;4}(5+172;5)