Краткое пояснение:
Логика решения: Для решения данного логарифмического неравенства, введем замену переменной. Пусть y = log₂x. Полученное квадратное неравенство решим относительно y, а затем найдем значения x. Не забудем про область допустимых значений для логарифма (x > 0).
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Введем замену переменной. Пусть y = log₂x. Тогда исходное неравенство примет вид:
\[ (y - 2y)^2 < 11y - 22y - 24 \] - Шаг 2: Упростим полученное неравенство:
\[ (-y)^2 < -11y - 24 \]
\[ y^2 < -11y - 24 \] - Шаг 3: Перенесем все члены в левую часть и получим квадратное неравенство:
\[ y^2 + 11y + 24 < 0 \] - Шаг 4: Найдем корни квадратного трехчлена y² + 11y + 24 = 0. Используем теорему Виета или формулу дискриминанта.
Корни: y₁ = -3, y₂ = -8.
Таким образом, разложение на множители: (y + 3)(y + 8) < 0. - Шаг 5: Решим квадратное неравенство. Так как парабола y² + 11y + 24 направлена ветвями вверх, то значения функции будут отрицательны между корнями.
Следовательно, -8 < y < -3. - Шаг 6: Вернемся к исходной переменной x. Подставим y = log₂x:
\[ -8 < ext{log}_{2}x < -3 \] - Шаг 7: Решим двойное логарифмическое неравенство. Поскольку основание логарифма (2) больше 1, функция возрастает, и мы можем преобразовать неравенство, возведя все части в степень основания логарифма:
\[ 2^{-8} < x < 2^{-3} \] - Шаг 8: Вычислим значения степеней:
\[ \frac{1}{2^8} < x < \frac{1}{2^3} \]
\[ \frac{1}{256} < x < \frac{1}{8} \] - Шаг 9: Проверим условие допустимых значений для логарифма: x > 0. Полученный интервал (1/256, 1/8) полностью удовлетворяет этому условию.
Ответ: \[ \frac{1}{256} < x < \frac{1}{8} \]