Чтобы записать множество ({ x \mid x^2 - 9 < 0 }) в виде числового промежутка, нужно решить неравенство (x^2 - 9 < 0).
Первый шаг — упростить неравенство. Заметим, что (x^2 - 9) можно разложить на множители как разность квадратов:
[ x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3). ]
Таким образом, неравенство принимает вид:
[ (x - 3)(x + 3) < 0. ]
Чтобы решить это неравенство, найдем нули выражения ((x - 3)(x + 3)). Это произойдет, когда каждый из множителей равен нулю:
- (x - 3 = 0 \Rightarrow x = 3),
- (x + 3 = 0 \Rightarrow x = -3).
Теперь определим знаки выражения ((x - 3)(x + 3)) на промежутках, которые определяются этими корнями: ((-∞, -3)), ((-3, 3)) и ((3, ∞)).
На промежутке ((-∞, -3)):
- Выберем тестовую точку (x = -4).
- Подставляем в выражение: ((-4 - 3)(-4 + 3) = (-7)(-1) = 7).
- Знак положительный.
На промежутке ((-3, 3)):
- Выберем тестовую точку (x = 0).
- Подставляем в выражение: ((0 - 3)(0 + 3) = (-3)(3) = -9).
- Знак отрицательный.
На промежутке ((3, ∞)):
- Выберем тестовую точку (x = 4).
- Подставляем в выражение: ((4 - 3)(4 + 3) = (1)(7) = 7).
- Знак положительный.
Нас интересуют те значения (x), на которых произведение ((x - 3)(x + 3)) отрицательно, то есть ((-3, 3)).
Таким образом, множество ({ x \mid x^2 - 9 < 0 }) можно записать в виде числового промежутка:
[ (-3, 3). ]