АдаптивВойти

Математика, задание 15: Неравенство

Математика№15Показательное неравенствоСредняя
Решите неравенство x3+x2−x−14x2−8⋅2x2+16≥0.\frac{x^3+x^2-x-1}{4^{x^2}-8\cdot2^{x^2}+16}\geq0.
Показать решение
Разложим знаменатель на множители. Сделаем замену 2x2=t.2^{x^2}=t. Тогда 4x2−8⋅2x2+16=t2−8t+16=(t−4)2.4^{x^2}-8\cdot2^{x^2}+16=t^2-8t+16=(t-4)^2. Следовательно, 4x2−8⋅2x2+16=(2x2−4)2.4^{x^2}-8\cdot2^{x^2}+16=(2^{x^2}-4)^2. Теперь разложим числитель на множители: x3+x2−x−1=(x3+x2)−(x+1),x^3+x^2-x-1=(x^3+x^2)-(x+1), x3+x2−x−1=x2(x+1)−(x+1),x^3+x^2-x-1=x^2(x+1)-(x+1), x3+x2−x−1=(x+1)(x2−1),x^3+x^2-x-1=(x+1)(x^2-1), x3+x2−x−1=(x+1)2(x−1).x^3+x^2-x-1=(x+1)^2(x-1). Получаем неравенство (x+1)2(x−1)(2x2−4)2≥0.\frac{(x+1)^2(x-1)}{(2^{x^2}-4)^2}\geq0. Найдём точки, в которых числитель равен нулю: (x+1)2(x−1)=0.(x+1)^2(x-1)=0. Отсюда x=−1x=-1 или x=1.x=1. Теперь найдём значения, при которых знаменатель равен нулю: 2x2−4=0,2^{x^2}-4=0, 2x2=4,2^{x^2}=4, 2x2=22,2^{x^2}=2^2, x2=2,x^2=2, x=±2.x=\pm\sqrt2. Точки x=−2,x=2x=-\sqrt2,\qquad x=\sqrt2 не входят в область допустимых значений. При всех остальных значениях xx знаменатель (2x2−4)2(2^{x^2}-4)^2 положителен, поэтому знак дроби определяется числителем (x+1)2(x−1).(x+1)^2(x-1). Множитель (x+1)2(x+1)^2 неотрицателен и обращается в ноль при x=−1.x=-1. Поэтому дробь равна нулю при x=−1x=-1 и x=1,x=1, а положительна при x>1,x>1, за исключением точки x=2,x=\sqrt2, в которой выражение не определено. Получаем x∈{−1}∪[1;2)∪(2;+∞).x\in\{-1\}\cup[1;\sqrt2)\cup(\sqrt2;+\infty). Ответ: x∈{−1}∪[1;2)∪(2;+∞).x\in\{-1\}\cup[1;\sqrt2)\cup(\sqrt2;+\infty).

Автор разбора: Администратор Первый

Математика, задание 15: Показательное неравенство