условие

2x+2x+22x4+4x+72x+204x32x+2+321

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатели дробей не обращаются в нуль. Второй знаменатель — квадратный трёхчлен относительно 2ˣ: раскладываем (2ˣ)² − 12·2ˣ + 32 = (2ˣ − 4)(2ˣ − 8).

ОДЗ
2x40
2x4
x2
4x32x+2+320
(2x)2122x+320
(2x4)(2x8)0
2x4,2x8
x2,x3

4 = 2², поэтому 2ˣ = 4 даёт x = 2; 8 = 2³, поэтому 2ˣ = 8 даёт x = 3.

шаг 2.Делаем замену

Показательная функция положительна, поэтому t > 0.

t=2x,t>0
4x=(2x)2=t2,2x+2=4t
4x32x+2+32=t212t+32=(t4)(t8)
t+4tt4+t2+7t+20(t4)(t8)1

шаг 3.Сводим к одной дроби

t(t4)(t8)+4t(t8)+t2+7t+20(t4)(t8)(t4)(t8)0
t38t2+19t12(t4)(t8)0
t38t2+19t12=
=t3t27t2+7t+12t12=
=t2(t1)7t(t1)+12(t1)=
=(t1)(t27t+12)=
=(t1)(t3)(t4)
(t1)(t3)(t4)(t4)(t8)0

Группировка: −8t² = −t² − 7t², 19t = 7t + 12t — в трёх группах выносится (t − 1); квадрат t² − 7t + 12 = (t − 3)(t − 4) по Виета.

шаг 4.Метод интервалов в t

Корни числителя t = 1, t = 3 — закрашены (нестрогое ≤). Общий ноль t = 4 — петелька (выколота по ОДЗ, знак не меняется). Разрыв t = 8 — выколот. Условие замены t > 0 отсекает отрицательную полуось.

(t1)(t3)(t4)(t4)(t8)0
++неравенство1348
+
t
условие замены t > 00
+
t
пересечение01348
+
t
Пробная точка t = 0,5: числитель (0,5 − 1)(0,5 − 3)(0,5 − 4) < 0, знаменатель (0,5 − 4)(0,5 − 8) > 0 → дробь < 0, знак «−». Через общий ноль t = 4 (суммарная кратность 2) знак не меняется — петелька.Петелька при чётной кратности
Возникает, когда корень выражения повторяется чётное количество раз.
Внутри петельки знак НЕ ставится.
Петелька показывает 0 функции и может быть только закрашенной или выколотой. Знака внутри петли быть не может, т.к. у нуля знака нет.
> 0
+ +
(;a)(a;+)
≥ 0
+ +
(;+)
< 0
+ +
≤ 0
+ +
{a}
Флаг или петелька означают «через эту точку знак выражения не меняется» — слева и справа от петли знаки одинаковые.
При знаках ≤/≥ значение петельки может быть выколото по ОДЗ.

шаг 5.Обратная замена

Возвращаемся к x, подставляя t = 2ˣ. Основание степени 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).
— знак неравенства сохраняется. Точка t = 4 (x = 2) выколота.

Условие t > 0 не проверяем: t = 2ˣ > 0 при любом x. Три промежутка по t дают три случая по x; выколотая t = 4 — это x = 2 между случаями 2 и 3.

1)0<2x1
2x20
x0
2)32x<4
log23x<2
3)4<2x<8
22<2x<23
2<x<3
ответ023
log23
+
x

log₂3 ≈ 1,58.

ответ

x(;0][log23;2)(2;3)