условие

22xx21+122xx212

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель дроби не обращается в нуль. Степень с основанием 2 равна единице только при нулевом показателе.

ОДЗ
22xx210
22xx21
22xx220
2xx20
x(2x)0
x0иx2

шаг 2.Делаем замену

Пусть y = 2²ˣ⁻ˣ², y > 0, так как показательная функция всегда положительна.

y=22xx2,y>0
22xx21=22xx221=22xx22=y2
y2+1y12

Свойство степеней aᵐ⁺ⁿ = aᵐ · aⁿ: множитель 2⁻¹ выносим из показателя, затем подставляем y = 2²ˣ⁻ˣ².

шаг 3.Сводим к одной дроби

y2+1y120
y(y1)+24(y1)2(y1)0
y25y+62(y1)0
(y2)(y3)2(y1)0

y² − 5y + 6: по теореме Виета сумма корней 5, произведение 6 → корни 2 и 3.

шаг 4.Метод интервалов в y

Корни числителя: y = 2, y = 3 — закрашены (нестрогое ≤). Точка разрыва знаменателя: y = 1 — выколота. Скобка над осью — ограничение замены y > 0 (показательная функция положительна); в ответ идёт пересечение заливки с y > 0.

++0123
+
y

Пробная точка y = 0 на интервале (−∞; 1): (0 − 2)(0 − 3)/(2(0 − 1)) = 6/(−2) < 0, значит знак «−». С учётом ограничения y > 0 (скобка над осью) левая часть решения — интервал 0 < y < 1.

шаг 5.Обратная замена

Из шага 4 (с учётом y > 0) для y получились два промежутка: 0 < y < 1 и 2 ≤ y ≤ 3. Возвращаемся к x подстановкой y = 2²ˣ⁻ˣ². Основание 2 > 1, показательная функция 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: aAaBAB (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aAaBAB (знак переворачивается).
— при переходе к показателям знак неравенства сохраняется.

Левое неравенство 0 < 2²ˣ⁻ˣ² выполнено при любом x: показательная функция с основанием 2 принимает только положительные значения (её область значений — (0; +∞)), поэтому это вовсе не ограничение — его можно отбросить, и в случае 1 достаточно решить 2²ˣ⁻ˣ² < 1.

1)0<y<1
0<22xx2<1
22xx2<1
22xx2<20
2xx2<0
x22x>0
x(x2)>0
x<0илиx>2
2)2y3
222xx23
2122xx2
12xx2
2xx210
(x22x+1)0
(x1)20
(x1)20x=1
ответ012
+
x

В случае 2 верхняя граница 2²ˣ⁻ˣ² ≤ 3 выполнена автоматически: показатель 2x − x² = −(x − 1)² + 1 ≤ 1, поэтому 2²ˣ⁻ˣ² ≤ 2 ≤ 3. Работает только нижняя граница 2 ≤ 2²ˣ⁻ˣ², а (x − 1)² ≤ 0 даёт изолированную точку x = 1.

ответ

x(;0){1}(2;+)