Чтобы найти область определения функции ( y = \sqrt[4]{x^2 - 3x - 4} ), нужно определить, при каких значениях ( x ) выражение под корнем имеет смысл. В данном случае речь идет о четной степени корня (четвертая степень), поэтому выражение под корнем должно быть неотрицательным.
Итак, нам нужно решить неравенство:
[ x^2 - 3x - 4 \geq 0. ]
Первым шагом будет разложение квадратного трёхчлена на множители. Для этого найдем корни квадратного уравнения ( x^2 - 3x - 4 = 0 ).
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения:
[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}, ]
где ( a = 1 ), ( b = -3 ), ( c = -4 ).
Подставляем значения:
[ x = \frac{3 \pm \sqrt{(-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4)}}{2 \cdot 1} = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 16}}{2} = \frac{3 \pm \sqrt{25}}{2} = \frac{3 \pm 5}{2}. ]
Таким образом, получаем два корня:
[ x_1 = \frac{3 + 5}{2} = 4, ]
[ x_2 = \frac{3 - 5}{2} = -1. ]
Теперь разложим квадратный трёхчлен на множители:
[ x^2 - 3x - 4 = (x - 4)(x + 1). ]
Рассмотрим неравенство:
[ (x - 4)(x + 1) \geq 0. ]
Чтобы решить это неравенство, определим знаки выражения на промежутках, которые создают корни ( x = 4 ) и ( x = -1 ).
Разбиваем числовую ось на интервалы, используя найденные корни:
- ( x \in (-\infty, -1) ),
- ( x \in (-1, 4) ),
- ( x \in (4, \infty) ).
Теперь проверим знаки выражения ( (x - 4)(x + 1) ) на этих промежутках:
- ( x \in (-\infty, -1) ): выберем, например, ( x = -2 ). Подставляем в выражение: ( (-2 - 4)(-2 + 1) = -6 \cdot -1 = 6 ). Знак положительный.
- ( x \in (-1, 4) ): выберем, например, ( x = 0 ). Подставляем в выражение: ( (0 - 4)(0 + 1) = -4 \cdot 1 = -4 ). Знак отрицательный.
- ( x \in (4, \infty) ): выберем, например, ( x = 5 ). Подставляем в выражение: ( (5 - 4)(5 + 1) = 1 \cdot 6 = 6 ). Знак положительный.
Также учитываем точки ( x = -1 ) и ( x = 4 ), где выражение равно нулю.
Следовательно, неравенство ( (x - 4)(x + 1) \geq 0 ) выполняется на промежутках:
[ x \in (-\infty, -1] \cup [4, \infty). ]
Таким образом, область определения функции ( y = \sqrt[4]{x^2 - 3x - 4} ) составляет:
[ x \in (-\infty, -1] \cup [4, \infty). ]