Решите неравенство $2^{\log_{2}(\log_{2} x)}+\log_{4}^{2} x-3 \leqslant 0.$
$2^{\log_{2}(\log_{2} x)}+\log_{4}^{2} x-3 \leqslant 0$[NEWLINE] [BOLD]ОДЗ: [/BOLD][NEWLINE] $\log_2 x \gt 0 \rightarrow x \in (1;\, +\infty)$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] $2^{\log_2(\log_2 x)} + \log_4^2 x - 3 \leqslant 0.$[NEWLINE] По основному логарифмическому тождеству $2^{\log_2(\log_2 x)} = \log_2 x$.[NEWLINE] Преобразуем второе слагаемое: так как $4 = 2^2$, то $\log_4 x = \dfrac{1}{2}\log_2 x$, а в квадрате $\log_4^2 x = \dfrac{1}{4}\log_2^2 x$.[NEWLINE] $\log_2 x + \dfrac{1}{4}\log_2^2 x - 3 \leqslant 0$[NEWLINE] $\log_2^2 x + 4\log_2 x - 12 \leqslant 0$[NEWLINE] Раскладываем квадратный трёхчлен относительно $\log_2 x$ (глобально, можем заменить переменную $\log_2 x$ и решить квадратное уравнение для разложения на множители, но этот момент я опустил):[NEWLINE] $(\log_2 x - 2)(\log_2 x + 6) \leqslant 0$[NEWLINE] Найдём нули и учтём ОДЗ для перехода к методу интервалов:[NEWLINE] $\log_2 x - 2 = 0$[NEWLINE] $\log_2 x = 2$[NEWLINE] $x = 4$[NEWLINE] $\log_2 x + 6 = 0$[NEWLINE] $\log_2 x = -6$[NEWLINE] $x = \dfrac{1}{64}$[NEWLINE] Так как основание $2 \gt 1$, знак каждого множителя совпадает со знаком соответствующей разности по $x$: $\log_2 x - 2 = \log_2 x - \log_2 4$ даёт знак $(x - 4)$, а $\log_2 x + 6 = \log_2 x - \log_2 \dfrac{1}{64}$ даёт знак $\left(x - \dfrac{1}{64}\right)$. Значит неравенство равносильно $(x - 4)\left(x - \dfrac{1}{64}\right) \leqslant 0$.[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] Граница ОДЗ $x = 1$ выкалывается.[NEWLINE] $(x - 4)\left(x - \dfrac{1}{64}\right) \leqslant 0$ при $x \gt 1$[NEWLINE] $x \in (1;\, 4]$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] [BOLD]Ответ:[/BOLD] $(1;\, 4].$
Задание 16, (№922 в банке заданий)
Решите неравенство 2^{\log_{2}(\log_{2} x)}+\log_{4}^{2} x-3 \leqslant 0.

Решение:

2^{\log_{2}(\log_{2} x)}+\log_{4}^{2} x-3 \leqslant 0
ОДЗ:
\log_2 x \gt 0 \rightarrow x \in (1;\, +\infty)
2^{\log_2(\log_2 x)} + \log_4^2 x - 3 \leqslant 0.
По основному логарифмическому тождеству 2^{\log_2(\log_2 x)} = \log_2 x .
Преобразуем второе слагаемое: так как 4 = 2^2 , то \log_4 x = \dfrac{1}{2}\log_2 x , а в квадрате \log_4^2 x = \dfrac{1}{4}\log_2^2 x .
\log_2 x + \dfrac{1}{4}\log_2^2 x - 3 \leqslant 0
\log_2^2 x + 4\log_2 x - 12 \leqslant 0
Раскладываем квадратный трёхчлен относительно \log_2 x (глобально, можем заменить переменную \log_2 x и решить квадратное уравнение для разложения на множители, но этот момент я опустил):
(\log_2 x - 2)(\log_2 x + 6) \leqslant 0
Найдём нули и учтём ОДЗ для перехода к методу интервалов:
\log_2 x - 2 = 0
\log_2 x = 2
x = 4
\log_2 x + 6 = 0
\log_2 x = -6
x = \dfrac{1}{64}
Так как основание 2 \gt 1 , знак каждого множителя совпадает со знаком соответствующей разности по x : \log_2 x - 2 = \log_2 x - \log_2 4 даёт знак (x - 4) , а \log_2 x + 6 = \log_2 x - \log_2 \dfrac{1}{64} даёт знак \left(x - \dfrac{1}{64}\right) . Значит неравенство равносильно (x - 4)\left(x - \dfrac{1}{64}\right) \leqslant 0 .
Граница ОДЗ x = 1 выкалывается.
(x - 4)\left(x - \dfrac{1}{64}\right) \leqslant 0 при x \gt 1
x \in (1;\, 4]
Ответ: (1;\, 4].

Ответ:

Готовитесь к ЕГЭ по математике (профиль)?
Свежие варианты, разборы и лайфхаки каждый день

Вступить в Telegram-канал

Если в решении есть ошибка или у вас есть другое, более красивое решение, напишите сюда t.me/brunoxgod или по email: playmeek@gmail.com