Давай решим это неравенство по шагам!
1. Определим ОДЗ (область допустимых значений):
- \(x + 5 > 0\) => \(x > -5\)
- \(x^2 + 10x + 25 > 0\) => \((x + 5)^2 > 0\) => \(x
e -5\)
- \(x^2 + 10x + 25
e 1\) => \((x + 5)^2
e 1\) => \(x
e -4\) и \(x
e -6\)
Таким образом, ОДЗ: \(x > -5\) и \(x
e -4\).
2. Преобразуем неравенство:
\[\log_{16}(x + 5) + \log_{(x+5)^2} 2 \ge \frac{3}{4}\]
3. Изменим основание второго логарифма:
\[\log_{16}(x + 5) + \frac{1}{2} \log_{(x+5)} 2 \ge \frac{3}{4}\]
\[\log_{16}(x + 5) + \frac{1}{2} \cdot \frac{\log_{16} 2}{\log_{16} (x+5)} \ge \frac{3}{4}\]
4. Упростим логарифм \(\log_{16} 2\):
\(\log_{16} 2 = \log_{2^4} 2 = \frac{1}{4}\)
\[\log_{16}(x + 5) + \frac{1}{2} \cdot \frac{\frac{1}{4}}{\log_{16} (x+5)} \ge \frac{3}{4}\]
\[\log_{16}(x + 5) + \frac{1}{8\log_{16} (x+5)} \ge \frac{3}{4}\]
5. Сделаем замену переменной:
Пусть \(t = \log_{16}(x + 5)\).
Тогда неравенство примет вид:
\[t + \frac{1}{8t} \ge \frac{3}{4}\]
6. Приведем к общему знаменателю и упростим:
\[\frac{8t^2 + 1}{8t} \ge \frac{3}{4}\]
\[\frac{8t^2 + 1}{8t} - \frac{3}{4} \ge 0\]
\[\frac{8t^2 + 1 - 6t}{8t} \ge 0\]
\[\frac{8t^2 - 6t + 1}{8t} \ge 0\]
7. Решим квадратное уравнение в числителе:
\(8t^2 - 6t + 1 = 0\)
Дискриминант: \(D = (-6)^2 - 4 \cdot 8 \cdot 1 = 36 - 32 = 4\)
Корни: \(t_1 = \frac{6 + 2}{16} = \frac{1}{2}\), \(t_2 = \frac{6 - 2}{16} = \frac{1}{4}\)
8. Разложим числитель на множители:
\(8(t - \frac{1}{2})(t - \frac{1}{4}) \ge 0\)
\((2t - 1)(4t - 1) \ge 0\)
9. Анализируем знак неравенства:
\(\frac{(2t - 1)(4t - 1)}{8t} \ge 0\)
10. Найдем нули знаменателя:
\(t = 0\)
11. Метод интервалов:
Отметим точки \(0, \frac{1}{4}, \frac{1}{2}\) на числовой прямой и определим знаки на интервалах:
- \(t < 0\): \((-)(-)/(-) < 0\) => отрицательно
- \(0 < t < \frac{1}{4}\): \((-)(-)/(+) > 0\) => положительно
- \(\frac{1}{4} < t < \frac{1}{2}\): \((-)(+)/(+) < 0\) => отрицательно
- \(t > \frac{1}{2}\): \((+)(+)/(+) > 0\) => положительно
12. Решение относительно t:
\(t \in (0; \frac{1}{4}] \cup [\frac{1}{2}; +\infty)\)
13. Вернемся к переменной x:
a) \(0 < \log_{16}(x + 5) \le \frac{1}{4}\)
\(1 < x + 5 \le 16^{\frac{1}{4}}\) => \(1 < x + 5 \le 2\) => \(-4 < x \le -3\)
b) \(\log_{16}(x + 5) \ge \frac{1}{2}\)
\(x + 5 \ge 16^{\frac{1}{2}}\) => \(x + 5 \ge 4\) => \(x \ge -1\)
14. Учтем ОДЗ:
a) \(-4 < x \le -3\) не подходит, так как \(x
e -4\)
b) \(x \ge -1\) подходит.
15. Финальное решение:
\(x \in (-4; -3] \cup [-1; +\infty)\) с учетом ОДЗ получается \(x \in (-4;-3] \cup [-1;+\infty)\).
Ответ: x \in (-4; -3] \cup [-1; +\infty)
Молодец! Ты отлично справился с этим непростым неравенством. Продолжай в том же духе, и у тебя всё получится!