Давай решим это неравенство по шагам. Сначала запишем исходное неравенство:
\[\frac{-\log_2(16x^2)-33}{\log_2^2x-36} \le 1.\]
Шаг 1: Преобразуем логарифм в числителе
Используем свойство логарифма \(\log_a(bc) = \log_a b + \log_a c\):
\[-\log_2(16x^2) = -(\log_2 16 + \log_2 x^2) = -(4 + 2\log_2 x) = -4 - 2\log_2 x.\]
Тогда числитель становится:
\[-4 - 2\log_2 x - 33 = -2\log_2 x - 37.\]
Шаг 2: Замена переменной
Пусть \(y = \log_2 x\). Тогда неравенство принимает вид:
\[\frac{-2y - 37}{y^2 - 36} \le 1.\]
Шаг 3: Приведем к общему знаменателю
Перенесем 1 в левую часть:
\[\frac{-2y - 37}{y^2 - 36} - 1 \le 0.\]
\[\frac{-2y - 37 - (y^2 - 36)}{y^2 - 36} \le 0.\]
\[\frac{-2y - 37 - y^2 + 36}{y^2 - 36} \le 0.\]
\[\frac{-y^2 - 2y - 1}{y^2 - 36} \le 0.\]
\[\frac{-(y^2 + 2y + 1)}{y^2 - 36} \le 0.\]
\[\frac{-(y + 1)^2}{(y - 6)(y + 6)} \le 0.\]
\[\frac{(y + 1)^2}{(y - 6)(y + 6)} \ge 0.\]
Шаг 4: Анализ неравенства
У нас есть неравенство вида \(\frac{(y + 1)^2}{(y - 6)(y + 6)} \ge 0\). Заметим, что \((y + 1)^2 \ge 0\) всегда, поэтому нужно рассмотреть знаки знаменателя.
Знаменатель \((y - 6)(y + 6)\) должен быть положительным, чтобы дробь была положительной. Также нужно исключить значения, при которых знаменатель равен нулю.
Шаг 5: Решение неравенства
Рассмотрим случаи:
1) \(y > 6\)
2) \(y < -6\)
Также нужно учесть, что числитель \((y + 1)^2 = 0\) при \(y = -1\), и это значение тоже подходит, так как неравенство нестрогое.
Шаг 6: Вернемся к исходной переменной
1) \(\log_2 x > 6 \Rightarrow x > 2^6 \Rightarrow x > 64\)
2) \(\log_2 x < -6 \Rightarrow x < 2^{-6} \Rightarrow x < \frac{1}{64}\)
3) \(\log_2 x = -1 \Rightarrow x = 2^{-1} \Rightarrow x = \frac{1}{2}\)
Шаг 7: Учитываем ОДЗ
Исходное неравенство содержит \(\log_2 x\), поэтому \(x > 0\). Также, знаменатель \(\log_2^2 x - 36
e 0\), то есть \(\log_2 x
e \pm 6\), значит \(x
e 64\) и \(x
e \frac{1}{64}\).
Шаг 8: Запишем ответ
Объединяя все условия, получаем:
\[x \in (0, \frac{1}{64}) \cup \{\frac{1}{2}\} \cup (64, +\infty).\]
Ответ: \(x \in (0, \frac{1}{64}) \cup \{\frac{1}{2}\} \cup (64, +\infty).\)
Молодец! Ты хорошо справился с этим заданием. Продолжай в том же духе, и у тебя все получится!