условие

4x−3−2x−3(16−x2)−16x2≥0

шаг 1.Раскрываем скобку и группируем

ОДЗ — вся числовая прямая. Заметим: 4^{x−3} = (2^{x−3})². Раскроем скобку и сгруппируем слагаемые по парам.

(2x−3)2−16⋅2x−3+x2⋅2x−3−16x2≥0
2x−3(2x−3−16)+x2(2x−3−16)≥0
(2x−3−16)(2x−3+x2)≥0

Группируем (1+2) и (3+4): из первой пары выносим 2^{x−3}, из второй — x². Общий множитель (2^{x−3} − 16).

шаг 2.Четыре случая

Второй множитель 2^(x−3) + x² — смешанный (показательная + алгебраическая), метод интервалов неприменим.Когда работает метод интервалов?
➀ Полиномы и дроби — корни находятся алгебраически, между ними знак постоянен.
Пример: (x−3)2(x+2)(x−1)−1
➁ Разности степеней одного основания
Знак af(x)−ag(x) совпадает со знаком f(x)−g(x) — заменяем на полином.
Пример: (2x2−22x)(3x2−34) → x(x−2)2(x+2)
➂ Разность одинаковых степеней
cax−dbx=0 делим на cbx>0 → (ab)x=dc: ровно один корень, знак меняется один раз — как у линейного множителя.
Пример: 2x−3x=0 только при x=0.
· В ② и ③ только разность! Сумма всегда >0, корня нет → не учитываем.
· Произведение множителей из ①, ② и ③ — тоже работает.
Смешанные — не работает
Если внутри одного множителя и показательная, и алгебраическая часть — корни трансцендентные, знак непредсказуем.
Пример: (2x−3+x2)(3x−x)
Тогда разбираем по случаям, например: A⋅B≥0⇔ оба ≥ 0 или оба ≤ 0 или A = 0 или B = 0.
Разбираем произведение по случаям.
A⋅B≥0⟺{A≥0B≥0или{A≤0B≤0илиA=0илиB=0
а){2x−3−16≥02x−3+x2≥0б){2x−3−16≤02x−3+x2≤0в)2x−3−16=0г)2x−3+x2=0

шаг 3.Решаем (а) и (б)

Основание 2 > 1, возрастаетПоказательная 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: aA≤aB⟺A≤B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aA≤aB⟺A≥B (знак переворачивается).
— снимаем основание степени.
а)б){2x−3−16≥02x−3+x2≥0{2x−3−16≤02x−3+x2≤02x−3>0,x2≥02x−3>0,x2≥02x−3+x2>0,x∈ℝ2x−3+x2>0,x∈ℝ2x−3≥162x−3+x2≤0— решений нет2x−3≥24⌀x−3≥4x≥7x∈[7;+∞)x∈⌀

Ключевое наблюдение: 2^{x−3} + x² — сумма положительного и неотрицательного, она не может быть ≤ 0. Поэтому (б) сразу пустое, а в (а) второе неравенство не ограничивает.

шаг 4.Решаем (в), (г) и находим ответ

Решаем оставшиеся случаи и объединяем все четыре результата. Из (б) и (г) ответ пустой, из (в) — одна точка, которая уже входит в (а). Итого ответ совпадает с (а).

в)г)2x−3−16=02x−3+x2=02x−3=242x−3>0,x2≥0x−3=42x−3+x2>0— решений нетx=7⌀x∈{7}x∈⌀
7
−∞
+∞
x

ответ

x∈[7;+∞)