условие

16x+1494x12+10

шаг 1.Готовим к замене

Показательная функция определена при всех x, ОДЗ — вся числовая прямая. Раскладываем степени так, чтобы получить квадратный трёхчлен относительно 4ˣ. Замечаем, что 16 = 4², поэтому 16ˣ = (4ˣ)².

16x+14=16x1614=16x(24)14=(4x)22
4x12=4x412=4x2

16^(1/4) = (2⁴)^(1/4) = 2; 4^(1/2) = √4 = 2.

шаг 2.Делаем замену

Положим t = 4ˣ. Подставляем и умножаем обе части на 2, чтобы убрать знаменатель.

2(4x)294x2+10
t=4x,t>0
2t29t2+10
4t29t+20

Умножаем на положительное число 2 — знак неравенства сохраняется.

шаг 3.Раскладываем трёхчлен

Находим корни через дискриминант и записываем разложение на множители.

4t29t+2=0
D=8132=49
t=9±498=9±78=2=14
4t29t+2=4(t14)(t2)
4(t0,25)(t2)0

Меньший корень 1/4 = 0,25 пишем десятичным.

шаг 4.Метод интервалов в t

На оси «неравенство» корни t = 0,25 и t = 2 закрашенные (нестрогое ≥ 0). Ветви параболы (t − 0,25)(t − 2) вверх, выражение положительно вне корней. На оси «ОДЗ» отмечаем условие t > 0 из замены — оно отсекает левую часть «неравенства». В «пересечении» — итог.

++неравенство0,252
+
t
ОДЗ0
+
t
пересечение00,252
+
t

Пробная точка t = 1 на интервале (0,25; 2): подставляем в (t − 0,25)(t − 2) и получаем (1 − 0,25)(1 − 2) = 0,75·(−1) = −0,75 < 0, значит знак «−». Корни нечётной кратности — знаки чередуются. Решением ≥ 0 будут интервалы со знаком «+». Из них условие t > 0 оставляет (0; 0,25] и [2; +∞).

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = 4ˣ в каждый интервал из пересечения. Основание степени 4 > 1, функция возрастает,Показательная функция и знак неравенства
Функция y=ax монотонна на ℝ. Направление зависит от основания: при a > 1 растёт, при 0 < a < 1 убывает.
a > 1: возрастает 0 1 x₁ ax₁ x₂ ax₂
x₁ < x₂ ax₁ < ax₂ знак сохраняется
0 < a < 1: убывает 0 1 x₁ ax₁ x₂ ax₂
x₁ < x₂ ax₁ > ax₂ знак переворачивается
Переход «значения → показатели» работает так:
· при a > 1: aAaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aAaBAB (знак переворачивается).
поэтому при снятии основания степени знаки сохраняются.
1)4x14
4x41
x1
2)4x2
4x412
x0,5
ответ10,5
+
x

Случай 1 в полной записи — 0 < 4ˣ ≤ 1/4. Левую часть «4ˣ > 0» не пишем отдельно: показательная функция строго положительна на всей числовой прямой, и неравенство выполнено при любом x — никакого ограничения на x оно не накладывает. Поэтому оставляем только верхнюю границу 4ˣ ≤ 1/4.

ответ

x(;1][0,5;+)