Математика
Русский язык

15. Решение неравенств

1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения

Решение неравенств прошлых лет

Задание 1
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[\dfrac{\log_3(9x)\cdot \log_4(64x)}{5x^2-|x|}\leqslant 0\]

 

(ЕГЭ 2017, официальный пробный 21.04.2017)

Добавить задание в избранное

Найдем ОДЗ логарифмов: \[\begin{cases} 9x>0\\ 64x>0 \end{cases} \quad\Leftrightarrow\quad x>0\] Заметим, что на этом ОДЗ \(|x|=x\). Тогда на ОДЗ по методу рационализации неравенство равносильно: \[\dfrac{(3-1)(9x-1)(4-1)(64x-1)}{x(5x-1)}\leqslant 0 \quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{(9x-1)(64x-1)}{x(5x-1)}\leqslant 0\] Решим данное неравенство методом интервалов:



Следовательно, решением будут \(x\in \left(0;\dfrac1{64}\right]\cup\left[\dfrac19;\dfrac15\right)\).
Пересекая данный ответ с ОДЗ \(x>0\), получаем окончательный ответ: \[x\in \left(0;\dfrac1{64}\right]\cup\left[\dfrac19;\dfrac15\right)\]

Ответ:

\(\left(0;\dfrac1{64}\right]\cup\left[\dfrac19;\dfrac15\right)\)

 

Задание 2
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[{\large{4^{-x^2+6x-4}-34\cdot 2^{-x^2+6x-4}+64\geqslant 0}}\]

 

(ЕГЭ 2017, резервный день)

Добавить задание в избранное

ОДЗ неравенства: \(x\in \mathbb{R}\).
Сделаем замену: \(2^{-x^2+6x-4}=t\). Тогда неравенство примет вид: \[t^2-34t+64\geqslant 0\quad\Leftrightarrow\quad (t-32)(t-2)\geqslant0 \quad\Leftrightarrow\quad t\in (-\infty;2]\cup[32;+\infty)\] Сделаем обратную замену: \[\left[\begin{gathered}\begin{aligned} &2^{-x^2+6x-4}\leqslant 2\\ &2^{-x^2+6x-4}\geqslant 32 \end{aligned}\end{gathered}\right. \quad\Leftrightarrow \quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &-x^2+6x-4\leqslant 1\\[2ex] &-x^2+6x-4\geqslant 5 \end{aligned}\end{gathered}\right. \quad\Leftrightarrow \quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &x^2-6x+5\geqslant 0\\ &x^2-6x+9\leqslant 0\end{aligned}\end{gathered}\right.\] Так как \(x^2-6x+9=(x-3)^2\), то получаем: \[\left[\begin{gathered}\begin{aligned} &(x-1)(x-5)\geqslant 0\\ &(x-3)^2\leqslant 0\end{aligned}\end{gathered}\right. \quad\Leftrightarrow \quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &x\in (-\infty;1]\cup[5;+\infty)\\ &x=3\end{aligned}\end{gathered}\right.\]

Ответ:

\((-\infty;1]\cup\{3\}\cup[5;+\infty)\)

Задание 3
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[9^{-x^2+4x-1}-36\cdot 3^{-x^2+4x-1}+243\geqslant 0\]

 

(ЕГЭ 2017, резервный день)

Добавить задание в избранное

ОДЗ неравенства: \(x\in \mathbb{R}\).
Сделаем замену: \(3^{-x^2+4x-1}=t\). Тогда неравенство примет вид: \[t^2-36t+243\geqslant 0\quad\Leftrightarrow\quad (t-9)(t-27)\geqslant0 \quad\Leftrightarrow\quad t\in (-\infty;9]\cup[27;+\infty)\] Сделаем обратную замену: \[\left[\begin{gathered}\begin{aligned} &3^{-x^2+4x-1}\leqslant 9\\ &3^{-x^2+4x-1}\geqslant 27 \end{aligned}\end{gathered}\right. \quad\Leftrightarrow \quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &-x^2+4x-1\leqslant 2\\ &-x^2+4x-1\geqslant 3 \end{aligned}\end{gathered}\right. \quad\Leftrightarrow \quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &x^2-4x+4\geqslant 1\\ &x^2-4x+4\leqslant 0\end{aligned}\end{gathered}\right.\] Так как \(x^2-4x+4=(x-2)^2\), то получаем: \[\left[\begin{gathered}\begin{aligned} &(x-2)^2\geqslant 1\\ &(x-2)^2\leqslant 0\end{aligned}\end{gathered}\right. \quad\Leftrightarrow \quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &x\in (-\infty;1]\cup[3;+\infty)\\ &x=2\end{aligned}\end{gathered}\right.\]

Ответ:

\((-\infty;1]\cup \{2\}\cup[3;+\infty)\)

Задание 4
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[\dfrac{\log_2x}{\log_2x-6} \geqslant 10\cdot \log_x2+\dfrac{35}{\log^2_2x-6\cdot \log_2x}\]

 

(ЕГЭ 2017, основная волна)

Добавить задание в избранное

Общее ОДЗ всех логарифмов: \(x>0,x\ne 1\). На этом ОДЗ \(\log_x2=\dfrac1{\log_2x}\). Сделаем замену \(\log_2x=t\): \[\dfrac{t}{t-6}\geqslant \dfrac{10}t+\dfrac{35}{t^2-6t} \quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{t^2-10t+25}{t(t-6)}\geqslant 0 \quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{(t-5)^2}{t(t-6)}\geqslant 0\] Решая данное неравенство методом интервалов, получим ответ \[t\in (-\infty;0)\cup\{5\}\cup(6;+\infty)\] Сделаем обратную замену:
\(\bullet\) \(\log_2x<0\quad\Rightarrow\quad 0<x<1\)   \(\bullet\) \(\log_2x=5\quad\Rightarrow\quad x=2^5=32\)   \(\bullet\) \(\log_2x>6\quad\Rightarrow\quad x>2^6=64\).   Пересекая полученный ответ с ОДЗ, имеем: \[x\in (0;1)\cup\{32\}\cup(64;+\infty)\]

Ответ:

\((0;1)\cup\{32\}\cup(64;+\infty)\)

Задание 5
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[\dfrac{8^{x+1}-40}{2\cdot 64^x-32}\leqslant 1\]

 

(ЕГЭ 2017, основная волна)

Добавить задание в избранное

Сделаем замену: \(8^x=t\). Тогда: \[\dfrac{8t-40}{2t^2-32}\leqslant 1\quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{4t-20}{t^2-16}-1\leqslant 0\quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{t^2-4t+4}{t^2-16}\geqslant 0\quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{(t-2)^2}{(t-4)(t+4)}\geqslant 0\] Решая данное неравенство методом интервалов, получаем: \[t\in (-\infty;-4)\cup\{2\}\cup(4;+\infty)\] Следовательно:
\(\bullet\) \(8^x<-4\) — данное неравенство не имеет решений (так как \(8^x>0\) при всех \(x\))

\(\bullet\) \(8^x=2\quad\Rightarrow\quad x=\dfrac13\)   \(\bullet\) \(8^x>4\quad\Rightarrow\quad x>\dfrac23\)

Ответ:

\(\left\{\frac13\right\}\cup \left(\frac23;+\infty\right)\)

Задание 6
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[\dfrac{2^x}{2^x-8}+\dfrac{2^x+8}{2^x-4} +\dfrac{66}{4^x-12\cdot 2^x+32}\leqslant 0\]

 

(ЕГЭ 2017, основная волна)

Добавить задание в избранное

Сделаем замену \(2^x=t\), тогда неравенство примет вид \[\begin{aligned} &\dfrac{t}{t-8}+\dfrac{t+8}{t-4}+\dfrac{66}{t^2-12t+32}\leqslant 0 \quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{t(t-4)+(t^2-8^2)+66}{(t-8)(t-4)}\leqslant 0 \quad\Leftrightarrow\\[2ex] &\Leftrightarrow\quad \dfrac{2t^2-4t+2}{(t-8)(t-4)}\leqslant 0 \quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{2(t-1)^2}{(t-8)(t-4)}\leqslant 0 \end{aligned}\] Решим данное неравенство методом интервалов:


Тогда решением будут \[\left[\begin{gathered}\begin{aligned} &t=1\\ &4<t<8 \end{aligned}\end{gathered}\right.\quad\Rightarrow\quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &2^x=1\\ &4<2^x<8 \end{aligned}\end{gathered}\right.\quad\Leftrightarrow\quad \left[\begin{gathered}\begin{aligned} &x=0\\ &2<x<3 \end{aligned}\end{gathered}\right.\] Тогда ответ: \[x\in \{0\}\cup(2;3)\]

Ответ:

\(\{0\}\cup(2;3)\)

Задание 7
Уровень задания: Равен ЕГЭ

Решите неравенство \[\dfrac{\log_2(4x^2)+35}{\log^2_2x-36}\geqslant -1\]

 

(ЕГЭ 2017, основная волна)

Добавить задание в избранное

ОДЗ логарифмов: \(x>0\). Сделаем замену \(\log_2x=t\). Тогда на ОДЗ \(\log_2(4x^2)=\log_24+\log_2x^2=2+2\log_2x=2+2t\). Тогда неравенство примет вид: \[\dfrac{2+2t+35}{t^2-36}\geqslant -1\quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{t^2+2t+1}{(t-6)(t+6)}\geqslant 0 \quad\Leftrightarrow\quad \dfrac{(t+1)^2}{(t-6)(t+6)}\geqslant 0\] Решая данное неравенство методом интервалов, получим ответ \[t\in (-\infty;-6)\cup\{-1\}\cup(6;+\infty)\] Перейдем к старой переменной:   \(\bullet\) \(\log_2x<-6\quad\Rightarrow\quad x<2^{-6}\)   \(\bullet\) \(\log_2x=-1\quad\Rightarrow\quad x=2^{-1}\)   \(\bullet\) \(\log_2x>6\quad\Rightarrow\quad x>2^6\)   Окончательный ответ, учитывая ОДЗ: \[x\in \left(0;\dfrac1{64}\right)\cup\left\{\dfrac12\right\}\cup\left(64;+\infty\right)\]

Ответ:

\(\left(0;\frac1{64}\right)\cup\{\frac12\}\cup(64;+\infty)\)