Категория:
Неравенства (15) ...Комбинированное неравенство с логарифмом
Комбинированное неравенство с логарифмом.
Решить неравенство:
$$\frac{\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)+2x}{x+1}\geqslant 1$$
Решение:
$$\frac{\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)+2x-x-1}{x+1}\geqslant 0$$
Дробь больше нуля, если и числитель, и знаменатель одного знака. То есть либо
$$\begin{Bmatrix}{\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)+x-1\geqslant 0}\\{ x+1>0} \end{matrix}$$
либо
$$\begin{Bmatrix}{\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)+x-1\leqslant 0}\\{ x+1<0} \end{matrix}$$
Первый случай, $x>-1$.
$$\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)+\log_2 (2^{(x-1)}) \geqslant 0$$
$$\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)\cdot 2^{(x-1)} \geqslant 0$$
$$\log_2 (2^{2x}\cdot \frac{1}{2}-3-7\cdot 2^x\cdot \frac{1}{2}) \geqslant 0$$
$$2^{2x}\cdot \frac{1}{2}-7\cdot 2^x\cdot \frac{1}{2}-3\geqslant 1$$
Заменим $2^x=t$
$$t^2-7t-8\geqslant 0$$
По сумме коэффициентов корни (-1) и 8, расставляем знаки, получаем $2^x\geqslant 2^3$, $x\geqslant 3$.
Второй случай, $x<-1$.
$$\log_2 (2^x-6\cdot 2^{-x}-7)+\log_2 2^{(x-1)}\leqslant 0$$
Получается, у данной системы решений нет.
При замене $2^x=t$ ограничения
$$t^2-7t-6>0$$
$$D=49+24=73$$
Корни $t_1=\frac{7+\sqrt{73}}{2}$ и $t_2=\frac{7-\sqrt{73}}{2}$
Второй корень отрицателен, следовательно,
$$2^x>3,5+\frac{\sqrt{73}}{2}$$
$$x>\log_2(3,5+\frac{\sqrt{73}}{2})$$
Тогда общим решением будет $x \in [3; \infty)$.
Простая физика