Решите неравенство 2^2x+1 - 5 * 2^x + 2 >= 0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения данного показательного неравенства воспользуемся методом введения новой переменной. 1. Преобразование уравнения Сначала упростим первый член выражения, используя свойства степеней ( an+m=anama raised to the n plus m power equals a to the n-th power center dot a to the m-th power): 22x+1=22x21=2(2x)22 raised to the 2 x plus 1 power equals 2 raised to the 2 x power center dot 2 to the first power equals 2 center dot open paren 2 to the x-th power close paren squaredТеперь перепишем исходное неравенство: 2(2x)252x+202 center dot open paren 2 to the x-th power close paren squared minus 5 center dot 2 to the x-th power plus 2 is greater than or equal to 02. Замена переменной Пусть 2x=t2 to the x-th power equals t. Важно помнить, что показательная функция всегда положительна, поэтому t>0t is greater than 0. Получаем квадратное неравенство: 2t25t+202 t squared minus 5 t plus 2 is greater than or equal to 03. Решение квадратного неравенства Найдем корни квадратного трехчлена 2t25t+2=02 t squared minus 5 t plus 2 equals 0 через дискриминант: D=(-5)2422=2516=9cap D equals open paren negative 5 close paren squared minus 4 center dot 2 center dot 2 equals 25 minus 16 equals 9 t1,2=5±922=5±34t sub 1 comma 2 end-sub equals the fraction with numerator 5 plus or minus the square root of 9 end-root and denominator 2 center dot 2 end-fraction equals the fraction with numerator 5 plus or minus 3 and denominator 4 end-fraction

  • t1=5+34=2t sub 1 equals the fraction with numerator 5 plus 3 and denominator 4 end-fraction equals 2 t2=534=0,5t sub 2 equals the fraction with numerator 5 minus 3 and denominator 4 end-fraction equals 0 comma 5

Разложим левую часть на множители: 2(t0,5)(t2)02 open paren t minus 0 comma 5 close paren open paren t minus 2 close paren is greater than or equal to 0Решением этого неравенства относительно tt (с учетом условия t>0t is greater than 0) являются промежутки: t0,5илиt2t is less than or equal to 0 comma 5 space или space t is greater than or equal to 24. Обратная замена Теперь вернемся к переменной xx:

  1. Первый случай:
    2x0,52 to the x-th power is less than or equal to 0 comma 5 2x2-12 to the x-th power is less than or equal to 2 to the negative 1 powerТак как основание 2>12 is greater than 1, знак неравенства сохраняется:
    x-1x is less than or equal to negative 1 Второй случай:
    2x22 to the x-th power is greater than or equal to 2 2x212 to the x-th power is greater than or equal to 2 to the first power x1x is greater than or equal to 1

Ответ: x(;-1][1;+)x is an element of open paren negative infinity ; negative 1 close bracket union open bracket 1 ; positive infinity close parenХотите, чтобы я разобрал аналогичное неравенство с другим основанием или логарифмами?

Форма ответа

Ваш аватар