Рассмотрим дробь (\frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4}) и определим, при каких значениях (x) она принимает наибольшее значение.
Для начала отметим, что выражение (\sqrt{x}) определено только для (x \geq 0). Таким образом, область определения дроби — это (x \geq 0), за исключением точки (x = 4), где знаменатель обращается в ноль и дробь не имеет смысла. Значит, область определения функции — (x \in [0, 4) \cup (4, \infty)).
Теперь рассмотрим поведение функции (\frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4}). Для нахождения экстремальных значений функции можно использовать производную.
Обозначим:
[ y = \frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4} ]
Найдем производную (y) по (x) с помощью правила производной частного:
[ y' = \frac{(u/v)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}} ]
Здесь (u = \sqrt{x} - 2) и (v = x - 4).
Найдем производные (u') и (v'):
[ u' = \frac{d}{dx} (\sqrt{x} - 2) = \frac{1}{2\sqrt{x}} ]
[ v' = \frac{d}{dx} (x - 4) = 1 ]
Теперь подставим в формулу производной:
[ y' = \frac{\left(\frac{1}{2\sqrt{x}}\right)(x - 4) - (\sqrt{x} - 2)(1)}{(x - 4)^2} ]
[ y' = \frac{\frac{x - 4}{2\sqrt{x}} - \sqrt{x} + 2}{(x - 4)^2} ]
Приведем выражение в числителе к общему знаменателю (2\sqrt{x}):
[ y' = \frac{x - 4 - 2\sqrt{x}(\sqrt{x} - 2)}{2\sqrt{x}(x - 4)^2} ]
[ y' = \frac{x - 4 - (2x - 4\sqrt{x})}{2\sqrt{x}(x - 4)^2} ]
[ y' = \frac{x - 4 - 2x + 4\sqrt{x}}{2\sqrt{x}(x - 4)^2} ]
[ y' = \frac{-x + 4\sqrt{x} - 4}{2\sqrt{x}(x - 4)^2} ]
Теперь найдём, где производная равна нулю:
[ -x + 4\sqrt{x} - 4 = 0 ]
[ 4\sqrt{x} = x + 4 ]
Возведем обе части в квадрат:
[ 16x = (x + 4)^2 ]
[ 16x = x^2 + 8x + 16 ]
[ x^2 - 8x + 16 = 0 ]
[ (x - 4)^2 = 0 ]
[ x = 4 ]
Однако, как мы уже отметили, в точке (x = 4) функция не определена. Следовательно, мы должны исследовать поведение функции на границах области определения и на бесконечности.
Проверим значения функции в окрестностях точки (x = 4):
- При (x \to 4^-):
[ y = \frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4} \to -\infty ]
- При (x \to 4^+):
[ y = \frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4} \to +\infty ]
На концах области определения:
- При (x \to 0):
[ y = \frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4} \to \frac{0 - 2}{0 - 4} = \frac{-2}{-4} = \frac{1}{2} ]
- При (x \to \infty):
[ y = \frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4} \to 0 ]
Таким образом, наибольшее значение дробь (\frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4}) принимает при (x \to 4^+) и стремится к (+\infty).