РУҚА
16

Решение: Рациональное неравенство с логарифмами

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 16 · Алгебраические неравенства
ВысокаяФИПИ6AB7B0Развёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 8 шагов
Условие

Решите неравенство $$\frac{2\log_3(9x)-13}{\log_3^2 x-\log_3 x^4}\le 1.$$

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

8 шагов
1

Область допустимых значений исходного неравенства определяется условиями $x>0$ и $\log_3^2 x-\log_3 x^4\ne 0$.

2

Сделаем замену $t=\log_3 x$. Тогда $\log_3(9x)=\log_3 9+\log_3 x=2+t$, а $\log_3 x^4=4t$.

3

С учётом замены неравенство принимает вид:

$$\frac{2(t+2)-13}{t^2-4t}\le 1$$
4

Перенесём единицу в левую часть и приведём к общему знаменателю:

$$\frac{2t-9-t(t-4)}{t(t-4)}\le 0$$
5

После упрощения получаем:

$$\frac{-t^2+6t-9}{t(t-4)}\le 0\quad\Longleftrightarrow\quad\frac{-(t-3)^2}{t(t-4)}\le 0$$
6

Критические точки: $t=0$, $t=3$ и $t=4$. Точки $t=0$ и $t=4$ исключаются из области допустимых значений, а точка $t=3$ входит в решение, поскольку обращает числитель в ноль.

7

Методом интервалов получаем $t\in(-\infty;0)\cup\{3\}\cup(4;+\infty)$.

Возвращаемся к переменной $x$: так как основание логарифма $3>1$, функция $3^t$ возрастает. Поэтому $t<0$ соответствует $0<x<1$, $t=3$ соответствует $x=27$, а $t>4$ соответствует $x>81$.

Ответ

$x\in(0;1)\cup\{27\}\cup(81;+\infty)$

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 $t\ne 0$ и $t\ne 4$, возникающие из знаменателя.

Ошибочно считать точку $t=3$ запрещённой: в ней числитель равен нулю, а знаменатель не равен нулю.

Неверно переводить неравенства для $t=\log_3 x$ в неравенства для $x$.

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.