Условие

Решите неравенство x^(log₂ x) ≤ 8x².

Подсказка

Обе части положительны — что даст логарифм по основанию 2 от каждой из них?

Чему равен логарифм степени, у которой и основание, и показатель зависят от x?

Показать ответ

[0,5; 8]

Пошаговое решение
  1. Записываем ОДЗ

    Выражение x^(log₂ x) определено при x > 0 (нужен log₂ x). При x > 0 обе части неравенства положительны.

  2. Логарифмируем обе части

    Функция y = log₂ t возрастает, поэтому для положительных чисел неравенство между ними равносильно неравенству между их логарифмами: log₂(x^(log₂ x)) ≤ log₂(8x²).

  3. Применяем свойства логарифмов

    Слева log₂ x · log₂ x = (log₂ x)². Справа log₂ 8 + log₂ x² = 3 + 2log₂ x (x > 0, модуль не нужен). Пусть t = log₂ x: t² ≤ 3 + 2t.

  4. Решаем неравенство для t

    t² − 2t − 3 ≤ 0, (t − 3)(t + 1) ≤ 0, −1 ≤ t ≤ 3. Значит, −1 ≤ log₂ x ≤ 3, то есть 1/2 ≤ x ≤ 8.

  5. Проверяем границы

    x = 8: 8³ = 512 и 8·64 = 512 — равенство. x = 1/2: (1/2)^(−1) = 2 и 8·(1/4) = 2 — равенство. Обе точки входят. Типичная ошибка — записать log₂(x²) как (log₂ x)² и получить другое квадратное неравенство.

Ответ: [0,5; 8]

Критерии оценивания (2 балла)
2
Обоснованно получен ответ [0,5; 8]: указано x > 0, обе части прологарифмированы по основанию 2 с обоснованием (возрастание, положительность), решено t² − 2t − 3 ≤ 0 и выполнен возврат к x.
1
Ход решения верный и доведён до конца, но ответ отличается только граничными точками 0,5 и 8 (строгий знак вместо нестрогого), либо допущена одна вычислительная ошибка при t = log₂ x.
0
Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.
Реши похожую задачу с проверкойБот МатиксМат даст новую задачу №15, сразу проверит ответ и покажет, где ошибка.
Решать в Telegram