Вопрос:

Задание 9 Решите неравенство 5 log2(4x) - 59 log2x - log2x9 <= 1.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Краткое пояснение:

Для решения этого неравенства необходимо сначала привести его к стандартному виду, затем найти область допустимых значений (ОДЗ), решить полученное рациональное неравенство методом интервалов и учесть условия ОДЗ.

Пошаговое решение:

  1. Шаг 1: Найдем область допустимых значений (ОДЗ).
    Для логарифмов требуются положительные аргументы:
    1) \( 4x > 0 \) => \( x > 0 \)
    2) \( x > 0 \)
    Знаменатель не должен быть равен нулю:
    3) \( \log_{2}x - \log_{2}x^9
    eq 0 \)
    \( \log_{2}x - 9\log_{2}x
    eq 0 \)
    \( -8\log_{2}x
    eq 0 \)
    \( \log_{2}x
    eq 0 \)
    \( x
    eq 2^0 \)
    \( x
    eq 1 \)
    Объединяя условия, получаем ОДЗ: \( x \in (0; 1) \cup (1; \infty) \).
  2. Шаг 2: Приведем неравенство к стандартному виду.
    Вынесем множитель из логарифма в числителе: \( \log_{2}(4x) = \log_{2}4 + \log_{2}x = 2 + \log_{2}x \).
    Упростим знаменатель: \( \log_{2}x - \log_{2}x^9 = \log_{2}x - 9\log_{2}x = -8\log_{2}x \).
    Подставим упрощенные выражения в неравенство:
    \[ \frac{5(2 + \log_{2}x) - 59}{-8\log_{2}x} \le 1 \]
    \[ \frac{10 + 5\log_{2}x - 59}{-8\log_{2}x} \le 1 \]
    \[ \frac{5\log_{2}x - 49}{-8\log_{2}x} \le 1 \]
  3. Шаг 3: Решим рациональное неравенство.
    Перенесем 1 в левую часть:
    \[ \frac{5\log_{2}x - 49}{-8\log_{2}x} - 1 \le 0 \]
    \[ \frac{5\log_{2}x - 49 - (-8\log_{2}x)}{-8\log_{2}x} \le 0 \]
    \[ \frac{5\log_{2}x - 49 + 8\log_{2}x}{-8\log_{2}x} \le 0 \]
    \[ \frac{13\log_{2}x - 49}{-8\log_{2}x} \le 0 \]
    Умножим числитель и знаменатель на -1, изменив знак неравенства:
    \[ \frac{49 - 13\log_{2}x}{8\log_{2}x} \ge 0 \]
  4. Шаг 4: Применим метод интервалов.
    Найдем корни числителя и знаменателя.
    Числитель: \( 49 - 13\log_{2}x = 0 \) => \( 13\log_{2}x = 49 \) => \( \log_{2}x = \frac{49}{13} \) => \( x = 2^{49/13} \)
    Знаменатель: \( 8\log_{2}x = 0 \) => \( \log_{2}x = 0 \) => \( x = 2^0 = 1 \)
    Отметим точки \( x = 1 \) (выколотая) и \( x = 2^{49/13} \) (закрашенная) на числовой оси.
    Значение \( 2^{49/13} \) примерно равно \( 2^{3.77} \), что больше 1.
    Проверим знаки на интервалах:
    Если \( x > 2^{49/13} \), то \( \log_{2}x > \frac{49}{13} \), \( 49 - 13\log_{2}x < 0 \), \( 8\log_{2}x > 0 \). Дробь отрицательная. Нам нужно \( \ge 0 \), поэтому этот интервал не подходит.
    Если \( 1 < x < 2^{49/13} \), то \( 0 < \log_{2}x < \frac{49}{13} \), \( 49 - 13\log_{2}x > 0 \), \( 8\log_{2}x > 0 \). Дробь положительная. Этот интервал подходит.
    Если \( 0 < x < 1 \), то \( \log_{2}x < 0 \), \( 49 - 13\log_{2}x > 0 \), \( 8\log_{2}x < 0 \). Дробь отрицательная. Этот интервал не подходит.
  5. Шаг 5: Учтем ОДЗ.
    Решение метода интервалов: \( x \in (1; 2^{49/13}] \).
    ОДЗ: \( x \in (0; 1) \cup (1; \infty) \).
    Пересечение решения и ОДЗ дает:
    \( x \in (1; 2^{49/13}] \).

Ответ: \( (1; 2^{49/13}] \)

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю