РУҚА
16

Решение: Рациональное неравенство с логарифмами

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 16 · Алгебраические неравенства
ВысокаяФИПИ4762EBРазвёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 8 шагов
Условие

Решите неравенство $1+\dfrac{10}{\log_2 x-5}+\dfrac{16}{\log_2^2 x-\log_2(32x^{10})+30}\ge 0$.

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

8 шагов
1

Область определения исходного выражения задаётся условиями $x>0$ и $\log_2 x-5\ne 0$, то есть $x>0$ и $\log_2 x\ne 5$.

$$x>0,\quad \log_2x\ne 5$$
2

Введём замену $t=\log_2x$. Тогда $\log_2(32x^{10})=\log_2 32+10\log_2x=5+10t$.

$$\log_2(32x^{10})=5+10t$$
3

Преобразуем знаменатель второй дроби:

$$t^2-(5+10t)+30=t^2-10t+25=(t-5)^2$$
4

Исходное неравенство принимает вид:

$$1+\dfrac{10}{t-5}+\dfrac{16}{(t-5)^2}\ge 0$$
5

Приведём выражение к общему знаменателю. Так как $t\ne 5$, знаменатель $(t-5)^2$ положителен.

$$1+\dfrac{10}{t-5}+\dfrac{16}{(t-5)^2}=\dfrac{(t-5)^2+10(t-5)+16}{(t-5)^2}=\dfrac{(t-3)(t+3)}{(t-5)^2}$$
6

Следовательно, необходимо решить неравенство $(t-3)(t+3)\ge 0$ с учётом исключённого значения $t=5$.

$$t\le -3\quad\text{или}\quad t\ge 3,\qquad t\ne 5$$
7

Возвращаемся к переменной $x$, учитывая, что функция $\log_2x$ возрастает:

$$\log_2x\le -3\Rightarrow 0<x\le \dfrac18;\qquad \log_2x\ge 3\Rightarrow x\ge 8$$

Значение $t=5$ соответствует $x=2^5=32$ и должно быть исключено из ответа.

$$x\ne 32$$
Ответ

$x\in\left(0;\dfrac18\right]\cup[8;32)\cup(32;+\infty)$

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

Где здесь ошибаются

Неверно вычисляют $\log_2(32x^{10})$, забывая, что $\log_2 32=5$.

Не учитывают ограничение $\log_2x\ne 5$, из-за чего включают число $x=32$.

Забывают, что $x>0$ является областью определения логарифма.

Ошибочно меняют знак неравенства при переходе от $\log_2x$ к $x$: основание логарифма равно $2>1$.

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 8 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.