Сделаем замену
2x=t,t>0.
Тогда
2x+1=2t,
и исходное неравенство принимает вид
t+102≤2t−13.
Перенесём всё в левую часть:
t+102−2t−13≤0.
Приведём дроби к общему знаменателю:
(t+10)(2t−1)2(2t−1)−3(t+10)≤0.
Упростим числитель:
(t+10)(2t−1)4t−2−3t−30≤0,(t+10)(2t−1)t−32≤0.
Учтём, что
t>0.
Кроме того,
2t−1=0,
поэтому
t=21.
Так как при t>0 выражение t+10 всегда положительно, рассматриваем знаки выражений
t−32
и
2t−1.
Критические точки:
t=21,t=32.
Методом интервалов получаем:
t∈(21;32].
Возвращаемся к переменной x:
21<2x≤32.
Представим границы как степени двойки:
2−1<2x≤25.
Так как функция 2x возрастает, получаем:
−1<x≤5.
Ответ:
x∈(−1;5].
Сделаем замену
3x=t,t>0.
Тогда
9x=t2,
а исходное неравенство принимает вид
t−8−t2−5t+66t−19≤t−31.
Разложим знаменатель на множители:
t2−5t+6=(t−2)(t−3).
При этом необходимо учитывать ограничения
t=2,t=3.
Перенесём правую часть влево:
t−8−(t−2)(t−3)6t−19−t−31≤0.
Приведём дроби к общему знаменателю:
t−8−(t−2)(t−3)6t−19+t−2≤0,t−8−(t−2)(t−3)7t−21≤0.
Вынесем общий множитель в числителе:
t−8−(t−2)(t−3)7(t−3)≤0.
Так как t=3, сокращаем на t−3:
t−8−t−27≤0,
при этом условие
t=3
сохраняется.
Приведём выражение к одной дроби:
t−2(t−8)(t−2)−7≤0,t−2t2−10t+9≤0,t−2(t−1)(t−9)≤0.
Методом интервалов получаем
t∈(−∞;1]∪(2;9].
Учитывая условия
t>0,t=3,
имеем
t∈(0;1]∪(2;3)∪(3;9].
Возвращаемся к переменной x.
Если
0<3x≤1,
то
x≤0.
Если
2<3x<3,
то, поскольку функция 3x возрастает,
log32<x<1.
Если
3<3x≤9,
то
1<x≤2.
Следовательно,
x∈(−∞;0]∪(log32;1)∪(1;2].
Ответ:
x∈(−∞;0]∪(log32;1)∪(1;2].
Найдём область допустимых значений.
Аргументы логарифмов должны быть положительными:
⎩⎨⎧x2−13x+42>0,x−6(x−7)7>0.
Разложим квадратный трёхчлен на множители:
x2−13x+42=(x−6)(x−7).
Получаем:
⎩⎨⎧(x−6)(x−7)>0,x−6(x−7)7>0.
Обе части системы выполняются при
x∈(−∞;6)∪(7;+∞).
Это ОДЗ исходного неравенства.
Перенесём второй логарифм в левую часть:
7log12((x−6)(x−7))−log12x−6(x−7)7≤8.
Используем свойства логарифмов:
log12((x−6)7(x−7)7)−log12x−6(x−7)7≤8.
Объединим логарифмы:
log12x−6(x−7)7(x−6)7(x−7)7≤8.
Сокращаем:
log12(x−6)8≤8.
Так как
(x−6)8=∣x−6∣8,
получаем
8log12∣x−6∣≤8.
Разделим обе части на 8:
log12∣x−6∣≤1.
Так как основание логарифма 12>1, имеем
∣x−6∣≤12.
Отсюда
−12≤x−6≤12,−6≤x≤18.
Теперь пересечём полученный промежуток с ОДЗ:
[−6;18]∩((−∞;6)∪(7;+∞)).
Получаем
x∈[−6;6)∪(7;18].
Ответ:
x∈[−6;6)∪(7;18].
Разложим числитель на множители.
Сделаем замену
2x=t,t>0.
Тогда
23x=t3,2⋅4x+1=2⋅4⋅4x=8⋅22x=8t2,5⋅2x+2=20⋅2x=20t.
Поэтому числитель принимает вид
t3−8t2+20t−16.
Разложим полученный многочлен на множители:
t3−8t2+20t−16=(t−2)(t2−6t+8),t3−8t2+20t−16=(t−2)2(t−4).
Возвращаемся к переменной x:
23x−2⋅4x+1+5⋅2x+2−16=(2x−2)2(2x−4).
Получаем неравенство
x−1(2x−2)2(2x−4)≥0.
Найдём нули числителя:
2x−2=0,2x=2,x=1,
и
2x−4=0,2x=4,x=2.
Знаменатель обращается в ноль при
x=1.
Поэтому точка
x=1
не входит в область допустимых значений.
Множитель
(2x−2)2
неотрицателен и не меняет знак.
Поэтому знак дроби определяется выражением
x−12x−4.
Критические точки:
x=1,x=2.
На промежутке
(−∞;1)
числитель и знаменатель отрицательны, поэтому дробь положительна.
На промежутке
(1;2)
числитель отрицателен, а знаменатель положителен, поэтому дробь отрицательна.
При
x≥2
дробь неотрицательна, причём при x=2 она равна нулю.
Следовательно,
x∈(−∞;1)∪[2;+∞).
Ответ:
x∈(−∞;1)∪[2;+∞).
Разложим числитель на множители.
Сделаем замену
3x=t.
Тогда
27x+1=27⋅33x=27t3,3⋅9x+1=27⋅32x=27t2,3x+2=9⋅3x=9t.
Поэтому числитель равен
27t3−27t2+9t−1.
Это куб разности:
27t3−27t2+9t−1=(3t−1)3.
Возвращаясь к переменной x, получаем
27x+1−3⋅9x+1+3x+2−1=(3x+1−1)3.
Теперь разложим знаменатель:
50x2+50x+12,5=12,5(4x2+4x+1),50x2+50x+12,5=12,5(2x+1)2.
Исходное неравенство принимает вид
12,5(2x+1)2(3x+1−1)3≥0.
Знаменатель обращается в ноль при
2x+1=0,x=−21.
Поэтому
x=−21.
При остальных значениях x знаменатель положителен, так как является произведением положительного числа и квадрата.
Следовательно, достаточно решить неравенство
(3x+1−1)3≥0.
Так как третья степень сохраняет знак, получаем
3x+1−1≥0,3x+1≥1,3x+1≥30.
Функция 3x возрастает, поэтому
x+1≥0,x≥−1.
Исключаем точку
x=−21,
в которой исходное выражение не определено.
Получаем
x∈[−1;−21)∪(−21;+∞).
Ответ:
x∈[−1;−21)∪(−21;+∞).
Разложим знаменатель на множители.
Сделаем замену
2x2=t.
Тогда
4x2−8⋅2x2+16=t2−8t+16=(t−4)2.
Следовательно,
4x2−8⋅2x2+16=(2x2−4)2.
Теперь разложим числитель на множители:
x3+x2−x−1=(x3+x2)−(x+1),x3+x2−x−1=x2(x+1)−(x+1),x3+x2−x−1=(x+1)(x2−1),x3+x2−x−1=(x+1)2(x−1).
Получаем неравенство
(2x2−4)2(x+1)2(x−1)≥0.
Найдём точки, в которых числитель равен нулю:
(x+1)2(x−1)=0.
Отсюда
x=−1
или
x=1.
Теперь найдём значения, при которых знаменатель равен нулю:
2x2−4=0,2x2=4,2x2=22,x2=2,x=±2.
Точки
x=−2,x=2
не входят в область допустимых значений.
При всех остальных значениях x знаменатель
(2x2−4)2
положителен, поэтому знак дроби определяется числителем
(x+1)2(x−1).
Множитель
(x+1)2
неотрицателен и обращается в ноль при
x=−1.
Поэтому дробь равна нулю при
x=−1
и
x=1,
а положительна при
x>1,
за исключением точки
x=2,
в которой выражение не определено.
Получаем
x∈{−1}∪[1;2)∪(2;+∞).
Ответ:
x∈{−1}∪[1;2)∪(2;+∞).
ЕГЭ математика (профиль): задание 15 — Неравенство