函数 f\mathrm{f} 和 g\mathrm{g} 定义为 f:x↦x2+2x2x2−5x+2,x∈R+, x≠12,2,g:x↦−32x2−5x+2,x∈R+, x≠12,2.\begin{aligned} \mathrm{f} : x &\mapsto \frac{x^2 + 2x}{2x^2 - 5x + 2}, \quad x \in \mathbb{R}^+, \ x \ne \frac{1}{2}, 2, \\ \mathrm{g} : x &\mapsto \frac{-3}{2x^2 - 5x + 2}, \quad x \in \mathbb{R}^+, \ x \ne \frac{1}{2}, 2. \end{aligned} 在不使用图形计算器的情况下,求定义域的子集,使得 f(x)\mathrm{f}(x) 的值大于或等于 g(x)\mathrm{g}(x) 的值。

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完整解法

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1. Set up the rational inequality $\mathrm{f}(x) \ge \mathrm{g}(x)$ and combine terms into a single fraction.

x2+2x2x2−5x+2≥−32x2−5x+2\frac{x^2 + 2x}{2x^2 - 5x + 2} \ge \frac{-3}{2x^2 - 5x + 2}
x2+2x+32x2−5x+2≥0\frac{x^2 + 2x + 3}{2x^2 - 5x + 2} \ge 0

2. Analyse the numerator to determine its sign.

Completing the square for the numerator:
x2+2x+3=(x+1)2+2x^2 + 2x + 3 = (x+1)^2 + 2
Since (x+1)2≥0(x+1)^2 \ge 0 for all real xx, the numerator x2+2x+3>0x^2 + 2x + 3 > 0 for all real xx.

3. Formulate and solve the corresponding inequality for the denominator.

Since the numerator is strictly positive, the overall fraction is ≥0\ge 0 if and only if the denominator is strictly positive (it cannot be zero):
2x2−5x+2>02x^2 - 5x + 2 > 0
(2x−1)(x−2)>0(2x - 1)(x - 2) > 0
Solving this quadratic inequality gives:
x<12orx>2x < \frac{1}{2} \quad \text{or} \quad x > 2

4. Determine the final subset by intersecting the inequality solution with the given domain.

The function's domain is x∈R+,x≠12,2x \in \mathbb{R}^+, x \ne \frac{1}{2}, 2, which means x>0x > 0.
Intersecting x<12 or x>2x < \frac{1}{2} \text{ or } x > 2 with x>0x > 0 gives:
0<x<12orx>20 < x < \frac{1}{2} \quad \text{or} \quad x > 2
This gives the required subset of the domain.

答案

(0,12)∪(2,∞)(0, \frac{1}{2}) \cup (2, \infty)

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