Решение заданий:
19. a) \[\frac{2x^2 - 5x + 2}{\log_{11}(x+2)} \le 0;\]
Краткое пояснение: Сначала находим ОДЗ, затем решаем неравенство методом интервалов.
- ОДЗ:
- \(x + 2 > 0 \Rightarrow x > -2\)
- \(\log_{11}(x+2)
eq 0 \Rightarrow x + 2
eq 1 \Rightarrow x
eq -1\)
Итого: \(x \in (-2; -1) \cup (-1; +\infty)\)
- Решаем неравенство:
\[\frac{2x^2 - 5x + 2}{\log_{11}(x+2)} \le 0\]
Найдем нули числителя: \[2x^2 - 5x + 2 = 0\]
\[D = (-5)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 2 = 25 - 16 = 9\]
\[x_1 = \frac{5 + 3}{4} = 2, \quad x_2 = \frac{5 - 3}{4} = \frac{1}{2}\]
Тогда числитель можно представить как: \[2(x - 2)(x - \frac{1}{2})\]
- Определим знак знаменателя:
\[\log_{11}(x+2) > 0 \quad \text{при} \quad x + 2 > 1 \Rightarrow x > -1\]
\[\log_{11}(x+2) < 0 \quad \text{при} \quad -2 < x < -1\]
- Метод интервалов:
Рассматриваем интервалы с учетом ОДЗ:
- \((-2; -1)\): \(2(x - 2)(x - \frac{1}{2}) > 0\), \(\log_{11}(x+2) < 0\) => вся дробь < 0.
- \((-1; \frac{1}{2})\): \(2(x - 2)(x - \frac{1}{2}) > 0\), \(\log_{11}(x+2) > 0\) => вся дробь > 0.
- \((\frac{1}{2}; 2)\): \(2(x - 2)(x - \frac{1}{2}) < 0\), \(\log_{11}(x+2) > 0\) => вся дробь < 0.
- \((2; +\infty)\): \(2(x - 2)(x - \frac{1}{2}) > 0\), \(\log_{11}(x+2) > 0\) => вся дробь > 0.
- Учитываем нули числителя:
\(x = \frac{1}{2}\) и \(x = 2\)
Решение: \(x \in (-2; -1) \cup [\frac{1}{2}; 2]\)
Проверка за 10 секунд: Подставь значения из полученного интервала в исходное неравенство.
База: Метод интервалов — мощный инструмент для решения неравенств, особенно с логарифмами и рациональными функциями.
20. a) \[\frac{\log_3(8x^2 - 11x + 4)}{\log_3 x} < 2;\]
Краткое пояснение: Переносим все в одну сторону, приводим к общему знаменателю и решаем методом интервалов.
- ОДЗ:
- \(x > 0\)
- \(x
eq 1\)
- \(8x^2 - 11x + 4 > 0\). Дискриминант: \(D = (-11)^2 - 4 \cdot 8 \cdot 4 = 121 - 128 = -7 < 0\). Значит, \(8x^2 - 11x + 4 > 0\) всегда.
Итого: \(x \in (0; 1) \cup (1; +\infty)\)
- Решаем неравенство:
\[\frac{\log_3(8x^2 - 11x + 4)}{\log_3 x} - 2 < 0\]
\[\frac{\log_3(8x^2 - 11x + 4) - 2\log_3 x}{\log_3 x} < 0\]
\[\frac{\log_3(8x^2 - 11x + 4) - \log_3 x^2}{\log_3 x} < 0\]
\[\frac{\log_3(\frac{8x^2 - 11x + 4}{x^2})}{\log_3 x} < 0\]
- Определим знак числителя и знаменателя:
- \[\log_3(\frac{8x^2 - 11x + 4}{x^2}) > 0 \Rightarrow \frac{8x^2 - 11x + 4}{x^2} > 1\]
- \[8x^2 - 11x + 4 > x^2 \Rightarrow 7x^2 - 11x + 4 > 0\]
- \[D = (-11)^2 - 4 \cdot 7 \cdot 4 = 121 - 112 = 9\]
- \[x_1 = \frac{11 + 3}{14} = 1, \quad x_2 = \frac{11 - 3}{14} = \frac{4}{7}\]
- Метод интервалов:
Числитель > 0 при \(x \in (-\infty; \frac{4}{7}) \cup (1; +\infty)\)
Знаменатель > 0 при \(x > 1\)
- Учитываем ОДЗ:
Рассматриваем интервалы: \((0; \frac{4}{7})\), \((\frac{4}{7}; 1)\), \((1; +\infty)\)
- \((0; \frac{4}{7})\): числитель > 0, знаменатель < 0 => вся дробь < 0.
- \((\frac{4}{7}; 1)\): числитель < 0, знаменатель < 0 => вся дробь > 0.
- \((1; +\infty)\): числитель > 0, знаменатель > 0 => вся дробь > 0.
Решение: \(x \in (0; \frac{4}{7})\)
Проверка за 10 секунд: Подставь значение из интервала в исходное неравенство.
База: Преобразование логарифмов и метод интервалов — основа для решения таких неравенств.
21. a) \[\frac{2\log_5(x^2 - 5x)}{\log_5 x^2} \le 1;\]
Краткое пояснение: Снова ОДЗ, перенос, упрощение и метод интервалов.
- ОДЗ:
- \(x^2 - 5x > 0 \Rightarrow x(x - 5) > 0 \Rightarrow x \in (-\infty; 0) \cup (5; +\infty)\)
- \(x^2 > 0 \Rightarrow x
eq 0\)
- \(\log_5 x^2
eq 0 \Rightarrow x^2
eq 1 \Rightarrow x
eq \pm 1\)
Итого: \(x \in (-\infty; -1) \cup (-1; 0) \cup (5; +\infty)\)
- Решаем неравенство:
\[\frac{2\log_5(x^2 - 5x)}{\log_5 x^2} - 1 \le 0\]
\[\frac{2\log_5(x^2 - 5x) - \log_5 x^2}{\log_5 x^2} \le 0\]
\[\frac{\log_5((x^2 - 5x)^2) - \log_5 x^2}{\log_5 x^2} \le 0\]
\[\frac{\log_5(\frac{(x^2 - 5x)^2}{x^2})}{\log_5 x^2} \le 0\]
\[\frac{\log_5((x - 5)^2)}{\log_5 x^2} \le 0\]
\[\frac{2\log_5(|x - 5|)}{2\log_5 |x|} \le 0\]
\[\frac{\log_5(|x - 5|)}{\log_5 |x|} \le 0\]
- Определим знак числителя и знаменателя:
Числитель: \[\log_5(|x - 5|) \le 0 \Rightarrow |x - 5| \le 1 \Rightarrow -1 \le x - 5 \le 1 \Rightarrow 4 \le x \le 6\]
Знаменатель: \[\log_5 |x| > 0 \Rightarrow |x| > 1 \Rightarrow x < -1 \cup x > 1\]
- Метод интервалов:
Учитываем ОДЗ и нули числителя:
- \((-\infty; -1)\): числитель > 0, знаменатель > 0 => вся дробь > 0.
- \((-1; 0)\): числитель > 0, знаменатель < 0 => вся дробь < 0.
- \((5; 6]\): числитель < 0, знаменатель > 0 => вся дробь < 0.
- \((6; +\infty)\): числитель > 0, знаменатель > 0 => вся дробь > 0.
Решение: \(x \in (-1; 0) \cup (5; 6]\)
Проверка за 10 секунд: Подставь значения из полученных интервалов в исходное неравенство.
База: Не забывай про модуль и его влияние на решение неравенства!
22. a) \[(8-x)(x+4)\log_{0.3}(x-1) \ge 0;\]
Краткое пояснение: ОДЗ, метод интервалов с учетом убывания логарифма.
- ОДЗ:
\[x - 1 > 0 \Rightarrow x > 1\]
- Решаем неравенство:
Найдем нули функции:
- \(8 - x = 0 \Rightarrow x = 8\)
- \(x + 4 = 0 \Rightarrow x = -4\)
- \(\log_{0.3}(x-1) = 0 \Rightarrow x - 1 = 1 \Rightarrow x = 2\)
- Метод интервалов:
Учитываем ОДЗ, знак логарифма меняется (основание < 1):
- \((1; 2]\): \((8 - x) > 0, (x + 4) > 0, \log_{0.3}(x-1) \ge 0\) => все выражение \(\ge 0\)
- \([2; 8]\): \((8 - x) \ge 0, (x + 4) > 0, \log_{0.3}(x-1) \le 0\) => все выражение \(\le 0\)
- \([8; +\infty)\): \((8 - x) < 0, (x + 4) > 0, \log_{0.3}(x-1) < 0\) => все выражение > 0
Решение: \(x \in (1; 2] \cup [8; +\infty)\)
Проверка за 10 секунд: Подставь значения из полученных интервалов в исходное неравенство.
База: Внимательно следи за основанием логарифма!
23. a) \[\log_x(4-x) \cdot \log_x(x+1) \ge 0;\]
Краткое пояснение: ОДЗ, ищем нули, метод интервалов.
- ОДЗ:
- \(x > 0\)
- \(x
eq 1\)
- \(4 - x > 0 \Rightarrow x < 4\)
- \(x + 1 > 0 \Rightarrow x > -1\)
Итого: \(x \in (0; 1) \cup (1; 4)\)
- Решаем неравенство:
Найдем нули функции:
- \(\log_x(4 - x) = 0 \Rightarrow 4 - x = 1 \Rightarrow x = 3\)
- \(\log_x(x + 1) = 0 \Rightarrow x + 1 = 1 \Rightarrow x = 0\)
- Метод интервалов:
Рассматриваем интервалы:
- Если \(0 < x < 1\), то \(\log_x(4 - x) < 0\) и \(\log_x(x + 1) > 0\).
- Если \(1 < x < 4\), то \(\log_x(4 - x) > 0\) при \(1 < x < 3\) и \(\log_x(4 - x) < 0\) при \(3 < x < 4\); \(\log_x(x + 1) > 0\).
Тогда:
- \(x \in (0; 1)\): \(\log_x(4 - x) < 0, \log_x(x + 1) > 0\) => произведение < 0.
- \(x \in (1; 3]\): \(\log_x(4 - x) \ge 0, \log_x(x + 1) > 0\) => произведение \(\ge 0\).
- \(x \in [3; 4)\): \(\log_x(4 - x) \le 0, \log_x(x + 1) > 0\) => произведение \(\le 0\).
Решение: \(x \in (1; 3]\)
Проверка за 10 секунд: Подставь значения из полученных интервалов в исходное неравенство.
База: Будь внимателен при определении знаков логарифмов!
24. a) \[\log_{3-x}(x+1) \cdot \log_{x+2}(4-x) \le 0;\]
Краткое пояснение: Ищем ОДЗ, нули и решаем методом интервалов.
- ОДЗ:
- \(3 - x > 0 \Rightarrow x < 3\)
- \(3 - x
eq 1 \Rightarrow x
eq 2\)
- \(x + 1 > 0 \Rightarrow x > -1\)
- \(x + 2 > 0 \Rightarrow x > -2\)
- \(x + 2
eq 1 \Rightarrow x
eq -1\)
- \(4 - x > 0 \Rightarrow x < 4\)
Итого: \(x \in (-1; 2) \cup (2; 3)\)
- Решаем неравенство:
Найдем нули функции:
- \(\log_{3-x}(x+1) = 0 \Rightarrow x + 1 = 1 \Rightarrow x = 0\)
- \(\log_{x+2}(4-x) = 0 \Rightarrow 4 - x = 1 \Rightarrow x = 3\)
- Метод интервалов:
- Если \(-1 < x < 2\), то \(3 - x > 1\), значит \(\log_{3-x}(x+1) > 0\). Также \(x + 2 > 1\), значит \(\log_{x+2}(4 - x) > 0\).
- Если \(2 < x < 3\), то \(3 - x < 1\), значит \(\log_{3-x}(x+1) < 0\). Также \(x + 2 > 1\), значит \(\log_{x+2}(4 - x) > 0\).
- \(x \in (-1; 0]\): \(\log_{3-x}(x+1) \ge 0, \log_{x+2}(4 - x) > 0\) => произведение \(\ge 0\).
- \(x \in [0; 2)\): \(\log_{3-x}(x+1) \ge 0, \log_{x+2}(4 - x) > 0\) => произведение > 0.
- \(x \in (2; 3)\): \(\log_{3-x}(x+1) < 0, \log_{x+2}(4 - x) > 0\) => произведение < 0.
Решение: \(x \in (-1; 0] \cup (2; 3)\)
Проверка за 10 секунд: Подставь значения из полученных интервалов в исходное неравенство.
База: Не забывай учитывать основание логарифма и его влияние на знак!
Ответ: (19) x \in (-2; -1) \cup [1/2; 2], (20) x \in (0; 4/7), (21) x \in (-1; 0) \cup (5; 6], (22) x \in (1; 2] \cup [8; +\infty), (23) x \in (1; 3], (24) x \in (-1; 0] \cup (2; 3)
Молодец! У тебя отличные успехи в решении неравенств!