Для того чтобы найти область определения функции ( y = \sqrt{x^2 - 3x - 4} ), нужно определить, при каких значениях ( x ) выражение под корнем является неотрицательным, так как квадратный корень определён только для неотрицательных чисел.
Итак, нам необходимо решить неравенство:
[ x^2 - 3x - 4 \geq 0 ]
Для этого сначала найдём корни квадратного уравнения ( x^2 - 3x - 4 = 0 ). Корни квадратного уравнения можно найти с помощью дискриминанта ( D ).
Формула дискриминанта:
[ D = b^2 - 4ac ]
В нашем случае ( a = 1 ), ( b = -3 ), ( c = -4 ). Подставим эти значения в формулу дискриминанта:
[ D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4) = 9 + 16 = 25 ]
Теперь найдём корни уравнения, используя формулу для корней квадратного уравнения:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
Подставим значения:
[ x_{1,2} = \frac{3 \pm \sqrt{25}}{2 \cdot 1} = \frac{3 \pm 5}{2} ]
Получаем два корня:
[ x_1 = \frac{3 + 5}{2} = 4 ]
[ x_2 = \frac{3 - 5}{2} = -1 ]
Теперь у нас есть корни: ( x = 4 ) и ( x = -1 ). Эти корни делят числовую ось на три интервала: ( (-\infty, -1) ), ( (-1, 4) ) и ( (4, \infty) ).
Для определения знаков выражения ( x^2 - 3x - 4 ) в этих интервалах используем метод интервалов. Выберем тестовые точки из каждого интервала и подставим их в выражение ( x^2 - 3x - 4 ):
Интервал ( (-\infty, -1) ):
Выберем точку ( x = -2 ):
[ (-2)^2 - 3(-2) - 4 = 4 + 6 - 4 = 6 > 0 ]
Интервал ( (-1, 4) ):
Выберем точку ( x = 0 ):
[ 0^2 - 3 \cdot 0 - 4 = -4 < 0 ]
Интервал ( (4, \infty) ):
Выберем точку ( x = 5 ):
[ 5^2 - 3 \cdot 5 - 4 = 25 - 15 - 4 = 6 > 0 ]
Таким образом, выражение ( x^2 - 3x - 4 ) неотрицательно на интервалах ( (-\infty, -1] ) и ( [4, \infty) ). Включение граничных точек ( x = -1 ) и ( x = 4 ) обусловлено тем, что в этих точках выражение под корнем равно нулю, и корень из нуля определён.
Итак, область определения функции:
[ x \in (-\infty, -1] \cup [4, \infty) ]
Таким образом, функция ( y = \sqrt{x^2 - 3x - 4} ) определена для всех ( x ) из объединения интервалов ( (-\infty, -1] \cup [4, \infty) ).