Для решения неравенства воспользуемся методом введения новой переменной. 1. Преобразование и замена Заметим, что можно представить как или . Перепишем неравенство: Введем замену: Пусть , где (так как показательная функция всегда принимает положительные значения). Теперь неравенство принимает вид: 2. Решение дробно-рационального неравенства Перенесем всё в левую часть и приведем к общему знаменателю: Числитель представляет собой полный квадрат: 3. Анализ условий У нас есть дробь, которая должна быть строго больше нуля. Мы знаем, что:
- Знаменатель по условию замены ( всегда положительно). Числитель всегда неотрицателен (любое число в квадрате ).
Следовательно, дробь будет положительной всегда, кроме того случая, когда числитель равен нулю. Таким образом, решением неравенства относительно являются все положительные числа, кроме единицы: и 4. Обратная замена Возвращаемся к переменной : Поскольку исходное выражение определено для любого действительного числа , единственным ограничением является то, что сумма не должна быть равна 2. Сумма взаимно обратных положительных чисел всегда (согласно неравенству средних), и равенство достигается только при . Ответ: или просто . Могу ли я помочь вам с решением других неравенств или разобрать свойства показательной функции подробнее?