условие

2x+121x+39x2+x21x+2

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели не должны обращаться в ноль. Раскладываем x² + x − 2 = (x − 1)(x + 2).

ОДЗ
{x2+x20x+20{(x1)(x+2)0x+20{x1x2

Корни x² + x − 2 подбираем устно по теореме Виета: произведение −2, сумма −1 → −2 и 1.

шаг 2.Сводим к одной дроби

Переносим всё влево и приводим к общему знаменателю (x − 1)(x + 2). Первое слагаемое домножаем на (x − 1)(x + 2), второе уже с нужным знаменателем, третье — на (x − 1).

2x+121x+39(x1)(x+2)+1x+20
(2x+1)(x1)(x+2)(21x+39)+(x1)(x1)(x+2)0

шаг 3.Раскрываем числитель

Числитель — сумма трёх слагаемых: первое (2x + 1) домножено на (x − 1)(x + 2), у второго знаменатель уже был общий, третье (1) — на (x − 1).

(2x+1)(x1)(x+2)(21x+39)+(x1)=
=(2x3+3x23x2)(21x+39)+(x1)=
=2x3+3x2+(321+1)x+(2391)=
=2x3+3x223x42
2x3+3x223x42(x1)(x+2)0

шаг 4.Раскладываем числитель

Числитель — кубический. Группировка по парам здесь не сходится, поэтому ищем рациональный корень по теореме Безу — проверяем делители свободного члена −42. Подходит x = −2: его и нужно вынести, тогда (x + 2) сократится со знаменателем.

Дальше делим многочлен на (x + 2) столбиком — это даст квадратный трёхчлен в частном (можно вместо столбика воспользоваться схемой Горнера Схема Горнера
Компактный способ поделить многочлен на (xr). Все вычисления укладываются в две строки: сверху — коэффициенты делимого, снизу — коэффициенты частного и остаток.
Алгоритм:
— первый коэффициент сносим вниз без изменений;
— каждый следующий = текущий коэффициент сверху +r (предыдущий снизу);
— последнее число — остаток (если он 0, деление точное); остальные числа снизу — коэффициенты частного.
Применим к 2x3+3x223x42 и r=2. Коэффициенты сверху: 2,3,23,42.
        │   2     3    −23    −42
   r=−2 │   2    −1    −21      0
Считаем по шагам:
— сносим 2;
3+(2)2=1;
23+(2)(1)=21;
42+(2)(21)=0 — остаток ноль.
Нижняя строка 2,1,21,0 — это коэффициенты частного 2x2x21 и остаток 0. Тот же ответ, что и при делении столбиком.
, результат тот же).
P(x)=2x3+3x223x42
P(2)=2(2)3+3(2)223(2)42=
=16+12+4642=0
по теореме Безу: (x(2))=(x+2) — множитель
Теорема Безу
Если число r — корень многочлена P(x) (то есть P(r)=0), то (xr) — множитель P(x). Обратное тоже верно.
Как ищем r: перебираем делители свободного члена. У нас многочлен 2x3+3x223x42 — свободный член 42, его делители: ±1,±2,±3,±6,±7,±14,±21,±42. Подставляем кандидата и проверяем, обращается ли многочлен в ноль.
В этой задаче «целевой» корень очевиден: в знаменателе уже стоит (x+2), и мы хотим его сократить — значит, в первую очередь проверяем r=2. Если P(2)=0, то (x+2) — множитель числителя.
2x3+3x223x42x+22x3+4x223x422x2x212x3x223x422x3x22x23x422x3x221x422x3x221x422x3x221x0
2x3+3x223x42=(x+2)(2x2x21)
Деление столбиком
Делим 2x3+3x223x42 на (x+2). На каждом шаге смотрим на старший член текущего «остатка» и подбираем такой множитель к (x+2), чтобы старшие члены совпали. Это и есть очередной член частного.
1) На что умножить (x+2), чтобы получилось 2x3? На 2x2. Записываем 2x2 в частное и вычитаем 2x2(x+2)=2x3+4x2. Остаётся x223x42.
2) На что умножить (x+2), чтобы получилось x2? На x. Дописываем x в частное, вычитаем x(x+2)=x22x. Остаётся 21x42.
3) На что умножить (x+2), чтобы получилось 21x? На 21. Дописываем 21 в частное, вычитаем 21(x+2)=21x42. Остаток 0 — деление точное.
В правом столбце собралось частное 2x2x21, значит 2x3+3x223x42=(x+2)(2x2x21).
2x2x21=0
D=(1)242(21)=1+168=169
x=1±1694=1±134=72=3
2x2x21=2(x72)(x+3)=(2x7)(x+3)
2x3+3x223x42=(x+2)(2x7)(x+3)
(x+2)(2x7)(x+3)(x1)(x+2)0
(2x7)(x+3)x10

Сокращение (x + 2) допустимо: x = −2 уже исключено ОДЗ — корень не теряем (точка −2 вернётся выколотой при пересечении с ОДЗ).

шаг 5.Метод интервалов и пересечение с ОДЗ

Корни числителя −3 и 7/2 закрашены (нестрогое ≥ 0). Точка разрыва 1 выколота. Точка x = −2 не входит в упрощённое выражение, но при пересечении с ОДЗ исходного выражения возвращается как выколотая.

++неравенство31
72
+
x
ОДЗ21
+
x
пересечение321
72
+
x

Пробная точка x = 4 на интервале (7/2; +∞): подставляем в (2x − 7)(x + 3)/(x − 1) и получаем (8 − 7)(4 + 3)/(4 − 1) = 7/3 > 0, значит знак «+». Корни нечётной кратности — знаки чередуются влево. Пересечение с ОДЗ дополнительно исключает точку −2.

ответ

x[3;2)(2;1)[72;+)