Вопрос:

2^{2x+1}-2^{x+3}-2\over 2^x-4 + {6 \over 2 \cdot 2^{x-1}-8} \ge 2^{x+1}.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Ответ: x \(\in\) (-∞; 2) U [3; +∞)

Краткое пояснение: Решаем неравенство с показательной функцией, приводя подобные члены и используя замену переменной.

Пошаговое решение:

  1. Преобразуем неравенство, используя свойства степеней: \[{2 \cdot (2^x)^2 - 8 \cdot 2^x - 2 \over 2^x - 4} + {6 \over 2^x - 8} \ge 2 \cdot 2^x.\]
  2. Введём замену \(t = 2^x\), тогда неравенство примет вид: \[{2t^2 - 8t - 2 \over t - 4} + {6 \over t - 8} \ge 2t.\]
  3. Приведём к общему знаменателю: \[{2t^2 - 8t - 2 \over t - 4} + {6 \over t - 8} - 2t \ge 0.\] Общий знаменатель \((t - 4)(t - 8)\), тогда: \[{(2t^2 - 8t - 2)(t - 8) + 6(t - 4) - 2t(t - 4)(t - 8) \over (t - 4)(t - 8)} \ge 0.\]
  4. Раскроем скобки и упростим числитель: \[{2t^3 - 16t^2 - 8t^2 + 64t - 2t + 16 + 6t - 24 - 2t(t^2 - 12t + 32) \over (t - 4)(t - 8)} \ge 0,\] \[{2t^3 - 24t^2 + 62t - 8 - 2t^3 + 24t^2 - 64t \over (t - 4)(t - 8)} \ge 0,\] \[{-2t - 8 \over (t - 4)(t - 8)} \ge 0,\] \[{-2(t + 4) \over (t - 4)(t - 8)} \ge 0,\] \[{{t + 4} \over (t - 4)(t - 8)} \le 0.\]
  5. Решим неравенство методом интервалов. Отметим нули числителя и знаменателя на числовой прямой:
    • Нули числителя: \(t = -4\).
    • Нули знаменателя: \(t = 4\) и \(t = 8\).
Показать решение методом интервалов

Составим таблицу знаков:

Интервал\(t + 4\)\(t - 4\)\(t - 8\)\({t + 4 \over (t - 4)(t - 8)}\)
\((-\infty; -4)\)----
\((-4; 4)\)+--+
\((4; 8)\)++--
\((8; +\infty)\)++++

Выберем интервалы, где выражение меньше или равно нулю: \[t \in (-\infty; -4] \cup (4; 8).\]

  1. Вернёмся к переменной \(x\):
    • \(2^x \le -4\) - решений нет, так как показательная функция всегда положительна.
    • \(4 < 2^x < 8\), что можно записать как \(2^2 < 2^x < 2^3\). Тогда \(2 < x < 3\).
  2. Определим область допустимых значений исходного неравенства:
    • \(2^x - 4
      e 0 \Rightarrow 2^x
      e 4 \Rightarrow x
      e 2\).
    • \(2 \cdot 2^{x-1} - 8
      e 0 \Rightarrow 2^x - 8
      e 0 \Rightarrow 2^x
      e 8 \Rightarrow x
      e 3\).
  3. Учитывая ОДЗ, окончательное решение: \[x \in (-\infty; 2) \cup [3; +\infty).\]

Ответ: x \(\in\) (-∞; 2) U [3; +∞)

Математический гений
Минус 15 минут нудной домашки. Потрать их на катку или новый рилс
ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю