16

Решение: Решение показательного неравенства

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 16 · Алгебраические неравенства
ВысокаяФИПИ3416BFРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 7 шагов
Условие

Решите неравенство $$\frac{8^{x+\frac{2}{3}}-9\cdot4^{x+\frac{1}{2}}+13\cdot2^x-13}{4^{x+\frac{1}{2}}-9\cdot2^{x+4}+4}\le 2^{x+1}-\frac{1}{2^{x-2}}+\frac{3}{2^{x+1}-1}.$$

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

7 шагов
1

Положим $t=2^x$. Тогда $t>0$, $8^{x+\frac23}=4t^3$, $4^{x+\frac12}=2t^2$, а $2^{x+4}=16t$.

$$t=2^x>0$$
2

Ограничения на переменную возникают из знаменателей:

$$2t-1\ne0,\qquad 2t^2-144t+4\ne0$$
3

После преобразования исходного неравенства получаем:

$$\frac{540t^4-250t^3-759t^2+609t-16}{t(2t-1)(t^2-72t+2)}\le0$$
4

Корни знаменателя на положительной полуоси равны $t=\frac12$, $t=36-\sqrt{1294}$ и $t=36+\sqrt{1294}$. Числитель имеет единственный положительный корень $\alpha\approx0{,}0272$.

5

Методом интервалов с учётом знаков числителя и знаменателя получаем:

$$t\in\left(36-\sqrt{1294},\frac12\right)\cup\left(36+\sqrt{1294},+\infty\right)$$
6

Корень числителя $t=\alpha$ также является точкой решения, поскольку исходное выражение в ней определено.

$$t=\alpha\approx0{,}0272$$

Возвращаемся к переменной $x$, используя $x=\log_2 t$.

Ответ

Ответ: $x=\log_2\alpha$ или $\log_2(36-\sqrt{1294})<x<-1$, или $x>\log_2(36+\sqrt{1294})$, где $\alpha$ — единственный положительный корень уравнения $540t^4-250t^3-759t^2+609t-16=0$, $\alpha\approx0{,}0272$.

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

Где здесь ошибаются

Не учесть условие $t>0$ после замены $t=2^x$.

Включить точки $t=\frac12$, $t=36-\sqrt{1294}$ или $t=36+\sqrt{1294}$, где исходное выражение не определено.

Потерять отдельную точку $t=\alpha$, в которой числитель равен нулю.

Неверно преобразовать $\frac{1}{2^{x-2}}$ в $\frac4t$.

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 7 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.