Помогите решить неравенство: lg^4(x) - 4lg^3(x) + 5lg^2(x) - 2lg(x) >= 0. Как получить ответ в виде: (0;1] U {1}U [100; +∞)?
Математика11 классНеравенства с логарифмаминеравенстворешение неравенстваматематика 11 класслогарифмическое неравенствоlg(x)интервал решенияалгебрафункцииматематический анализподготовка к экзаменам
Для решения неравенства lg^4(x) - 4lg^3(x) + 5lg^2(x) - 2lg(x) >= 0, давайте сначала сделаем замену переменной. Обозначим:
y = lg(x)Тогда неравенство можно переписать в виде:
y^4 - 4y^3 + 5y^2 - 2y >= 0Теперь мы можем рассмотреть это как многочлен и решить его. Начнем с нахождения корней этого многочлена. Для этого можно использовать метод деления или подбора:
Таким образом, y = 1 является корнем. Теперь мы можем разделить многочлен на (y - 1):
Выполним деление:
y^4 - 4y^3 + 5y^2 - 2y = (y - 1)(y^3 - 3y^2 + 2y - 2)Теперь нам нужно решить кубическое уравнение y^3 - 3y^2 + 2y - 2 = 0. Проверим, есть ли у него рациональные корни:
Поскольку у нас нет простых корней, воспользуемся методом численного анализа или графическим методом для нахождения корней.
После анализа, можно выяснить, что у кубического многочлена есть один корень в пределах (1, 2). Обозначим его как y1.
Теперь у нас есть два корня: y = 1 и y = y1. Мы можем записать многочлен в виде:
(y - 1)(y - y1)(y - y2)(y - y3) = 0Теперь нам нужно определить знаки многочлена на интервалах, которые получаются от корней:
После анализа знаков, мы определим, на каких интервалах неравенство выполняется:
Теперь, возвращаясь к переменной x, помним, что y = lg(x). Это означает:
Таким образом, в конечном итоге, мы получаем ответ:
(0; 1] U {1}U [100; +∞)Это и есть решение нашего неравенства.