Решите неравенство: $десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x )$
💡 Пошаговый разбор и решение:
Левая часть неравенства определена, если одновременно верны неравенства $5x ^2 - 15 больше 0$ и $x больше 0$ то есть при $x больше \sqrt{3}$ Перенесем $десятичный \log x$ в правую часть, воспользуемся формулой суммы \log ов и возрастанием \log ической функции с основанием, большим 1. Получаем:
$десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) = сильно$
$ = сильно десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] ( 1 ) x больше 0 \\[6pt] ( 2 ) 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x больше 0 \\[6pt] ( 3 ) 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x. ( 4 ) \end{cases}$$$ $десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) = сильно$
$ = сильно десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] ( 1 ) x больше 0 \\[6pt] ( 2 ) 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x больше 0 \\[6pt] ( 3 ) 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x. ( 4 ) \end{cases}$$$
Заметим, что неравенство (3) является следствием остальных неравенств, а потому его можно опустить. Действительно, неравенство (1) означает, что левая часть неравенства (4) положительна. Правая часть неравенства (4) на множестве его решений больше левой, а значит, она также положительна: $( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x больше 0$ Но $x больше 0$ в силу неравенства (2). Это и означает, что $5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x больше 0$ то есть неравенство (3) автоматически выполнено на множестве решений системы неравенств (1), (2) и (4). В силу сказанного получаем:
$десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] x больше 0 \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше 5 x ^3 + 5 - 10 x ^2 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] x ^3 - 3x ^2 + 4 больше 0. \end{cases}$$$ $десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] x больше 0 \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше 5 x ^3 + 5 - 10 x ^2 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] x ^3 - 3x ^2 + 4 больше 0. \end{cases}$$$
Разложим на множители выражение $x ^3 - 3x ^2 + 4$ :
$x ^3 - 3x ^2 + 4 = ( x ^3 + x ^2 ) - 4 ( x ^2 - 1 ) = x ^2 ( x + 1 ) - 4 ( x - 1 ) ( x + 1 ) =$
$= ( x + 1 ) ( x ^2 - 4x + 4 ) = ( x + 1 ) ( x - 2 ) ^2$ $x ^3 - 3x ^2 + 4 = ( x ^3 + x ^2 ) - 4 ( x ^2 - 1 ) =$
$= x ^2 ( x + 1 ) - 4 ( x - 1 ) ( x + 1 ) =$
$= ( x + 1 ) ( x ^2 - 4x + 4 ) = ( x + 1 ) ( x - 2 ) ^2$
При $x больше \sqrt{3}$ сумма $x + 1$ положительна, а потому
$$$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] ( x + 1 ) ( x - 2 ) ^2 больше 0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] ( x - 2 ) ^2 больше 0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] x не = 2. \end{cases}$$$
Ответ: $( $\sqrt{3}$ ; 2 ) \cup ( 2; + бесконечность )$
Приведем другое решение:
Воспользуемся свойствами \log ов и выполним = сильные преобразования:
$десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) = сильно \lg5 + \lg ( x ^2 - 3 ) - десятичный \log x меньше \lg5 + десятичный \log $\frac{x ^3 + 1 - 2x ^2}{x}$ = сильно$
$ = сильно \lg ( x ^2 - 3 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( x ^3 + 1 - 2x ^2 ) - десятичный \log x = сильно $$\begin{cases} \lg ( x ^2 - 3 ) меньше десятичный \log ( x ^3 + 1 - 2x ^2 ) \\[6pt] x больше 0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} x ^2 - 3 меньше x ^3 + 1 - 2x ^2 \\[6pt] x ^2 - 3 больше 0 \\[6pt] x больше 0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x ^3 - 3x ^2 + 4 больше 0 \\[6pt] ( x - $\sqrt{3}$ ) ( x + $\sqrt{3}$ ) больше 0 \\[6pt] x больше 0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} ( x + 1 ) ( x ^2 - 4x + 4 ) больше 0 \\[6pt] x больше $\sqrt{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} ( x - 2 ) ^2 больше 0 \\[6pt] x больше $\sqrt{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x не = 2 \\[6pt] x больше $\sqrt{3}$ \end{cases}$$ . = сильно \left[ \begin{array}{l} $\sqrt{3}$ меньше x меньше 2, x больше 2. \end{array} \right.$
$десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) = сильно$
$ = сильно десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] ( 1 ) x больше 0 \\[6pt] ( 2 ) 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x больше 0 \\[6pt] ( 3 ) 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x. ( 4 ) \end{cases}$$$ $десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) = сильно$
$ = сильно десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] ( 1 ) x больше 0 \\[6pt] ( 2 ) 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x больше 0 \\[6pt] ( 3 ) 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x. ( 4 ) \end{cases}$$$
Заметим, что неравенство (3) является следствием остальных неравенств, а потому его можно опустить. Действительно, неравенство (1) означает, что левая часть неравенства (4) положительна. Правая часть неравенства (4) на множестве его решений больше левой, а значит, она также положительна: $( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x больше 0$ Но $x больше 0$ в силу неравенства (2). Это и означает, что $5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x больше 0$ то есть неравенство (3) автоматически выполнено на множестве решений системы неравенств (1), (2) и (4). В силу сказанного получаем:
$десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] x больше 0 \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше 5 x ^3 + 5 - 10 x ^2 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] x ^3 - 3x ^2 + 4 больше 0. \end{cases}$$$ $десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) + десятичный \log x = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} 5x ^2 - 15 больше 0 \\[6pt] x больше 0 \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) x \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] 5 x ^2 - 15 меньше 5 x ^3 + 5 - 10 x ^2 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] x ^3 - 3x ^2 + 4 больше 0. \end{cases}$$$
Разложим на множители выражение $x ^3 - 3x ^2 + 4$ :
$x ^3 - 3x ^2 + 4 = ( x ^3 + x ^2 ) - 4 ( x ^2 - 1 ) = x ^2 ( x + 1 ) - 4 ( x - 1 ) ( x + 1 ) =$
$= ( x + 1 ) ( x ^2 - 4x + 4 ) = ( x + 1 ) ( x - 2 ) ^2$ $x ^3 - 3x ^2 + 4 = ( x ^3 + x ^2 ) - 4 ( x ^2 - 1 ) =$
$= x ^2 ( x + 1 ) - 4 ( x - 1 ) ( x + 1 ) =$
$= ( x + 1 ) ( x ^2 - 4x + 4 ) = ( x + 1 ) ( x - 2 ) ^2$
При $x больше \sqrt{3}$ сумма $x + 1$ положительна, а потому
$$$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] ( x + 1 ) ( x - 2 ) ^2 больше 0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] ( x - 2 ) ^2 больше 0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x больше $\sqrt{3}$ \\[6pt] x не = 2. \end{cases}$$$
Ответ: $( $\sqrt{3}$ ; 2 ) \cup ( 2; + бесконечность )$
Приведем другое решение:
Воспользуемся свойствами \log ов и выполним = сильные преобразования:
$десятичный \log ( 5 x ^2 - 15 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( 5 x ^2 + $\frac{5}{x}$ - 10 x ) = сильно \lg5 + \lg ( x ^2 - 3 ) - десятичный \log x меньше \lg5 + десятичный \log $\frac{x ^3 + 1 - 2x ^2}{x}$ = сильно$
$ = сильно \lg ( x ^2 - 3 ) - десятичный \log x меньше десятичный \log ( x ^3 + 1 - 2x ^2 ) - десятичный \log x = сильно $$\begin{cases} \lg ( x ^2 - 3 ) меньше десятичный \log ( x ^3 + 1 - 2x ^2 ) \\[6pt] x больше 0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} x ^2 - 3 меньше x ^3 + 1 - 2x ^2 \\[6pt] x ^2 - 3 больше 0 \\[6pt] x больше 0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x ^3 - 3x ^2 + 4 больше 0 \\[6pt] ( x - $\sqrt{3}$ ) ( x + $\sqrt{3}$ ) больше 0 \\[6pt] x больше 0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} ( x + 1 ) ( x ^2 - 4x + 4 ) больше 0 \\[6pt] x больше $\sqrt{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} ( x - 2 ) ^2 больше 0 \\[6pt] x больше $\sqrt{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x не = 2 \\[6pt] x больше $\sqrt{3}$ \end{cases}$$ . = сильно \left[ \begin{array}{l} $\sqrt{3}$ меньше x меньше 2, x больше 2. \end{array} \right.$
Правильный ответ:
$левая круглая скобка корень из 3 ; 2 правая круглая скобка \cup левая круглая скобка 2; плюс бесконечность правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71275 • Задание №18
Найдите, при каких неотрицательных значениях a функция $f левая круглая скобка x правая круглая скобка =3ax в ...
ID 71489 • Задание №19
а) Можно ли представить число $дробь: числитель: 1, знаменатель: 6 конец дроби$ в виде суммы двух дробей, чис...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ | 2
Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением точек,
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ | 2
Обоснованно получен ответ, отличающийся от верного исключением точек,
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №15 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 68583
Решите неравенство $левая круглая скобка x плюс дробь: числитель: 3, знаменатель: x конец дроби...
ID 68584
Решите неравенство $корень из: начало аргумента: 7 минус x конец аргумента меньше дробь: числит...
ID 68585
Решите неравенство $дробь: числитель: 1, знаменатель: 6x в квадрате минус 5x конец дроби больше...
ID 68586
Решите неравенство $дробь: числитель: корень из: начало аргумента: x в квадрате минус 2x плюс 1...
ID 68587
Решите неравенство: $левая круглая скобка x в квадрате минус x минус 6 правая круглая скобка ум...