Упр.158 Задачи повышенной сложности ГДЗ Колмогоров 10-11 класс (Алгебра)
Решите неравенства:
- а) $$\sqrt{9+3^x-2}\geq 9-3^x$$; б) $$\sqrt{x}^{\log_2\sqrt{x}}>2$$; в) $$\log_2\left(\sqrt{x+3}-x-1\right)\geq 0$$; г) $$\sqrt{4^{x+1}+17}-5>2^x$$.
а) $$\sqrt{9+3^{x+2}}\ge 9-3^x.$$
Возведём обе части в квадрат. При этом правая часть должна быть неотрицательной:
$$9-3^x\le 0.$$
Тогда
$$9+3^{x+2}\ge (9-3^x)^2,$$
$$9+9\cdot 3^x\ge 81-18\cdot 3^x+3^{2x},$$
$$3^{2x}-27\cdot 3^x+72\le 0.$$
Обозначим $$t=3^x$$, тогда
$$t^2-27t+72\le 0,$$
$$D=27^2-4\cdot 72=441,$$
$$t_1=\frac{27-21}{2}=3,\qquad t_2=\frac{27+21}{2}=24.$$
Следовательно,
$$3\le 3^x\le 24.$$
С учётом условия $$9-3^x\le 0$$ получаем $$3^x\ge 9$$, то есть $$x\ge 1.$$
Ответ: $$[1;+\infty).$$
б) $$\sqrt{x^{\log_2\sqrt{x}}}>2.$$
Так как подкоренное выражение должно быть положительным, имеем $$x>0.$$
Преобразуем:
$$\sqrt{x^{\log_2\sqrt{x}}}=x^{\frac12\log_2\sqrt{x}}=x^{\frac14\log_2 x}.$$
Тогда
$$x^{\frac14\log_2 x}>2.$$
Переходим к логарифму по основанию $$2$$:
$$\frac14(\log_2 x)^2>1,$$
$$(\log_2 x)^2>4,$$
$$|\log_2 x|>2.$$
Отсюда
$$\log_2 x<-2 \quad \text{или} \quad \log_2 x>2,$$
$$0<x<\frac14 \quad \text{или} \quad x>4.$$
Ответ: $$\left(0;\frac14\right)\cup(4;+\infty).$$
в) $$\log_2(\sqrt{x+3}-x-1)\le 0.$$
Так как основание логарифма больше $$1$$, то
$$0<\sqrt{x+3}-x-1\le 1.$$
Рассмотрим систему:
$$\sqrt{x+3}-x-1>0,$$
$$\sqrt{x+3}-x-1\le 1.$$
Из второго неравенства:
$$\sqrt{x+3}\le x+2.$$
При этом необходимо $$x+2\ge 0$$, то есть $$x\ge -2.$$ Возводим в квадрат:
$$x+3\le (x+2)^2,$$
$$x^2+3x+1\ge 0.$$
Корни этого квадратного трёхчлена:
$$x_{1,2}=\frac{-3\pm\sqrt5}{2}.$$
Тогда
$$x\le \frac{-3-\sqrt5}{2}\quad \text{или} \quad x\ge \frac{-3+\sqrt5}{2}.$$
Из первого неравенства:
$$\sqrt{x+3}>x+1.$$
Так как левая часть неотрицательна, нужно $$x+1<0$$, то есть $$x<-1.$$ Возводим в квадрат:
$$x+3>(x+1)^2,$$
$$x^2+x-2<0,$$
$$-2<x<1.$$
Пересечение условий даёт
$$\left[\frac{-3+\sqrt5}{2};\,1\right).$$
Ответ: $$\left[\frac{-3+\sqrt5}{2};\,1\right).$$
г) $$\sqrt{4^{x+1}+17}-5>2^x.$$
Перенесём число $$5$$ вправо:
$$\sqrt{4^{x+1}+17}>2^x+5.$$
Так как правая часть положительна, можно возвести в квадрат:
$$4^{x+1}+17>(2^x+5)^2.$$
Преобразуем:
$$4\cdot 4^x+17>2^{2x}+10\cdot 2^x+25,$$
$$4\cdot 2^{2x}+17>{?}$$
Удобнее положить $$t=2^x$$, тогда $$t>0$$ и $$4^{x+1}=4\cdot 2^{2x}=4t^2.$$ Получаем:
$$\sqrt{4t^2+17}>t+5.$$
Возводим в квадрат:
$$4t^2+17>t^2+10t+25,$$
$$3t^2-10t-8>0.$$
Найдём корни:
$$D=100+96=196,$$
$$t_1=\frac{10-14}{6}=-\frac23,\qquad t_2=\frac{10+14}{6}=4.$$
Так как $$t>0$$, то
$$t>4.$$
Следовательно,
$$2^x>4,$$
$$x>2.$$
Ответ: $$(2;+\infty).$$









