Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
Дано неравенство: (log3x+1)21≤(log3x)2+log3x4+1
Определим область допустимых значений для переменной x: ⎩⎨⎧x>0x4>0(log3x+1)2=0⇒{x>0log3x=−1⇒{x>0x=31
Таким образом, ОДЗ: x∈(0;31)∪(31;+∞).
Преобразуем правую часть выражения, используя свойства логарифмов:
1) (log3x)2=(log31/2x)2=(2log3x)2=4log32x
2) log3x4=4log3x
Перепишем исходное неравенство с учётом преобразований: (log3x+1)21≤4log32x+4log3x+1
Введём новую переменную t=log3x, где t=−1. Получаем: (t+1)21≤4t2+4t+1
Заметим, что в правой части находится полный квадрат: 4t2+4t+1=(2t+1)2. (t+1)21≤(2t+1)2
Перенесём всё в одну сторону и приведём к общему знаменателю: (t+1)2(2t+1)2(t+1)2−1≥0
Разложим числитель как разность квадратов ((2t+1)(t+1))2−12: (t+1)2((2t+1)(t+1)+1)((2t+1)(t+1)−1)≥0
Раскроем скобки внутри множителей числителя: (t+1)2(2t2+3t+1+1)(2t2+3t+1−1)≥0(t+1)2(2t2+3t+2)(2t2+3t)≥0
Вынесем t за скобки во втором множителе: (t+1)2t(2t+3)(2t2+3t+2)≥0
Квадратный трёхчлен 2t2+3t+2 всегда положителен, так как его дискриминант D=9−16=−7<0, а коэффициент при t2 положителен. Значит, знак выражения зависит только от остальных множителей.
Воспользуемся методом интервалов:
Решением относительно t будут промежутки: t≤−23 или t≥0.
Вернёмся к переменной x:
1) log3x≤−23⇒log3x≤log33−3/2⇒x≤331⇒x≤331
С учётом x>0, получаем 0<x≤331.
2) log3x≥0⇒log3x≥log31⇒x≥1.
Оба найденных промежутка полностью входят в ОДЗ (точка x=31 не попадает в эти интервалы, так как 331<31).