16

Решение: Логарифмическое неравенство

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 16 · Алгебраические неравенства
ВысокаяФИПИ33964EРазвёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 6 шагов
Условие

Решите неравенство $2\log_2\left(x\sqrt{5}\right)-\log_2\left(\frac{x}{1-x}\right)\leq\log_2\left(5x^2+\frac{1}{x}-2\right)$.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

6 шагов
1

Найдём область допустимых значений. Из условия существования первых двух логарифмов получаем $x>0$ и $\frac{x}{1-x}>0$, откуда $0<x<1$. На этом промежутке третий аргумент также положителен.

$$0<x<1$$
2

Объединим логарифмы в левой части:

$$2\log_2(x\sqrt{5})-\log_2\left(\frac{x}{1-x}\right)=\log_2\left(\frac{(x\sqrt{5})^2}{x/(1-x)}\right)=\log_2\bigl(5x(1-x)\bigr)$$
3

Так как основание логарифма $2>1$, сравним аргументы:

$$5x(1-x)\leq 5x^2+\frac1x-2$$
4

Перенесём все слагаемые в левую часть и умножим неравенство на $x>0$:

$$10x^3-5x^2-2x+1\geq0$$
5

Разложим многочлен на множители:

$$10x^3-5x^2-2x+1=2\left(x-\frac12\right)(5x^2-1)=2\left(x-\frac12\right)(\sqrt{5}x-1)(\sqrt{5}x+1)$$

С учётом условия $0<x<1$ критические точки равны $\frac1{\sqrt5}$ и $\frac12$. Методом интервалов выбираем промежутки, на которых произведение неотрицательно.

$$x\in\left(0,\frac1{\sqrt5}\right]\cup\left[\frac12,1\right)$$
Ответ

$x\in\left(0,\frac1{\sqrt5}\right]\cup\left[\frac12,1\right)$

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать ограничения на аргументы логарифмов.

Забывать, что при умножении на $x$ знак неравенства сохраняется только потому, что $x>0$.

Неверно учитывать промежуток между корнями $\frac1{\sqrt5}$ и $\frac12$.

Включать точку $x=1$, хотя выражение $\frac{x}{1-x}$ при ней не определено.

Закрепить приёмВ теме «Алгебраические неравенства» ещё 79 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 16 ЕГЭ, математика, профиль

Разбор этой задачи разложен на 6 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Алгебраические неравенства»: в ней 80 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.