Вопрос:
Решите неравенство: log3x + log3(x - 2) ≤ 1
Ответ:
Решение:
- Определим область допустимых значений (ОДЗ):
- \( x > 0 \)
- \( x - 2 > 0 \) \(\Rightarrow\) \( x > 2 \)
- Объединяя условия, получаем ОДЗ: \( x > 2 \).
- Применим свойство логарифмов \( \log_a b + \log_a c = \log_a (b \cdot c) \):
- \( \log_3 (x(x - 2)) \le 1 \)
- Представим 1 как логарифм по основанию 3: \( 1 = \log_3 3 \).
- Получим неравенство:
- \( \log_3 (x^2 - 2x) \le \log_3 3 \)
- Так как основание логарифма \( 3 > 1 \), функция \( y = \log_3 x \) возрастающая. Следовательно, можно перейти к сравнению аргументов:
- \( x^2 - 2x \le 3 \)
- \( x^2 - 2x - 3 \le 0 \)
- Решим квадратное неравенство. Найдем корни уравнения \( x^2 - 2x - 3 = 0 \):
- \( D = (-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3) = 4 + 12 = 16 \)
- \( x_1 = \frac{2 + \sqrt{16}}{2} = \frac{2 + 4}{2} = 3 \)
- \( x_2 = \frac{2 - \sqrt{16}}{2} = \frac{2 - 4}{2} = -1 \)
- Парабола \( y = x^2 - 2x - 3 \) ветвями вверх, поэтому \( x^2 - 2x - 3 \le 0 \) при \( -1 \le x \le 3 \).
- Учтем ОДЗ \( x > 2 \). Пересекая интервалы \( [-1; 3] \) и \( (2; +\infty) \), получаем:
Ответ: [2; 3]