16. Неравенства: #194868
Решите неравенство:
$$\log_{11}(2x^2+1)+\log_{11}\left(\dfrac{1}{32x}+1\right)\geq\log_{11}\left(\dfrac{x}{16}+1\right)$$
- Область определения:
- $2x^2+1>0$ (выполнено для всех $x\in\mathbb{R}$)
- $\dfrac{1}{32x}+1>0 \Rightarrow \dfrac{1+32x}{32x}>0$
- $\dfrac{x}{16}+1>0 \Rightarrow x>-16$. Решаем $\dfrac{1+32x}{32x}>0$:
- При $x>0$: $1+32x>0$ ⇒ $x>0$
- При $x<0$: $1+32x<0$ ⇒ $x<-\dfrac{1}{32}$. Объединяя с $x>-16$, получаем:
$$x\in\left(-16;-\dfrac{1}{32}\right)\cup(0;+\infty)$$
- Преобразование неравенства:
$$\log_{11}\left((2x^2+1)\left(\dfrac{1}{32x}+1\right)\right)\geq\log_{11}\left(\dfrac{x}{16}+1\right)$$
Так как основание логарифма $11>1$, получаем:
$$(2x^2+1)\left(\dfrac{1}{32x}+1\right)\geq\dfrac{x}{16}+1$$ - Упрощение:
Раскрываем скобки:
$$\dfrac{2x^2+1}{32x}+2x^2+1\geq\dfrac{x}{16}+1$$
Умножаем на $32x$ (учитывая знак $x$):
- При $x>0$:
$$2x^2+1+64x^3+32x\geq2x^2+32x$$
$$64x^3+1\geq0$$
Решение: $x\geq-\dfrac{1}{4}$ (но $x>0$ по ОДЗ) ⇒ $x>0$ - При $x<0$:
$$2x^2+1+64x^3+32x\leq2x^2+32x$$
$$64x^3+1\leq0$$
Решение: $x\leq-\dfrac{1}{4}$
Учитывая ОДЗ $\left(-16;-\dfrac{1}{32}\right)$, получаем:
$$-16<x\leq-\dfrac{1}{4}$$
- Объединение решений:
$$x\in\left(-16;-\dfrac{1}{4}\right]\cup(0;+\infty)$$
Ответ:
$$\left(-16;-\dfrac{1}{4}\right]\cup(0;+\infty)$$