Пожалуйста, помогите решить неравенство:
2log1/2(x-2) + log2(x2-2x-1) < 1
Алгебра11 классНеравенства с логарифмаминеравенствоалгебралогарифмырешение неравенства11 классматематические задачи
Для решения неравенства 2log1/2(x-2) + log2(x^2-2x-1) < 1 начнем с упрощения выражений логарифмов.
Первым делом, вспомним, что логарифм с основанием 1/2 можно переписать через логарифм с основанием 2. Мы знаем, что:
Таким образом, мы можем переписать первое слагаемое:
2log1/2(x-2) = 2 * (-log2(x-2)) = -2log2(x-2).
Теперь подставим это в неравенство:
-2log2(x-2) + log2(x^2-2x-1) < 1.
Теперь мы можем объединить логарифмы:
log2((x^2-2x-1)/(x-2)^2) < 1.
Чтобы избавиться от логарифма, возведем обе стороны в степень 2:
(x^2-2x-1)/(x-2)^2 < 2.
Теперь перемножим обе части неравенства на (x-2)^2, но помним, что (x-2)^2 всегда положительно, если x ≠ 2:
x^2 - 2x - 1 < 2(x-2)^2.
Раскроем скобки:
x^2 - 2x - 1 < 2(x^2 - 4x + 4).
x^2 - 2x - 1 < 2x^2 - 8x + 8.
Теперь перенесем все в одну сторону:
0 < 2x^2 - 8x + 8 - x^2 + 2x + 1.
0 < x^2 - 6x + 9.
Это неравенство можно переписать как:
0 < (x-3)^2.
Неравенство (x-3)^2 > 0 выполняется для всех x, кроме x = 3. Таким образом, x ≠ 3.
Теперь нам нужно проверить, при каких значениях x выполняются условия логарифмов:
Решим второе неравенство:
x^2 - 2x - 1 = 0. Найдем дискриминант:
D = (-2)^2 - 4 * 1 * (-1) = 4 + 4 = 8.
Корни уравнения:
x1 = (2 + sqrt(8))/2 = 1 + sqrt(2);
x2 = (2 - sqrt(8))/2 = 1 - sqrt(2).
Точки 1 - sqrt(2) и 1 + sqrt(2) находятся примерно в пределах 0.586 и 2.414 соответственно. Теперь мы можем проанализировать знаки:
Таким образом, x^2 - 2x - 1 > 0 при x < 1 - sqrt(2) и x > 1 + sqrt(2).
Теперь объединим все условия:
Из этих условий следует, что решением неравенства будет:
x > 1 + sqrt(2),x ≠ 3.
Итак, окончательный ответ:
x > 1 + sqrt(2),x ≠ 3.