условие

2x+174x2x+131

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель дроби не обращается в нуль. Это квадратный трёхчлен относительно 2ˣ: раскладываем его на множители. Множитель 2ˣ + 1 > 0 при любом x, поэтому ограничение даёт только 2ˣ ≠ 3.

ОДЗ
4x2x+130
(2x)222x30
(2x3)(2x+1)0
2x3
xlog23

По теореме Виета для (2ˣ)² − 2·2ˣ − 3: сумма корней 2, произведение −3 → корни 3 и −1. Значение 2ˣ = −1 невозможно (2ˣ > 0), а 3 не степень двойки → x = log₂3.

шаг 2.Делаем замену

Вводим t = 2ˣ. Показательная функция положительна, поэтому t > 0. Остальные степени выражаем через t: 2ˣ⁺¹ = 2·2ˣ, а 4ˣ = (2ˣ)². Знаменатель — тот же трёхчлен, что в ОДЗ; множитель t + 1 > 0 при t > 0.

t=2x,t>0
2x+1=22x=2t
4x=(2x)2=t2
4x2x+13=t22t3=(t3)(t+1)
2t7(t3)(t+1)1

шаг 3.Сводим к одной дроби

2t7(t3)(t+1)(t3)(t+1)0
2t7t2+2t+3(t3)(t+1)0
(t2)2(t3)(t+1)0

2t − 7 − (t² − 2t − 3) = −t² + 4t − 4 = −(t − 2)².

шаг 4.Метод интервалов в t

Наносим на ось все особые точки выражения −(t − 2)²/((t − 3)(t + 1)). Корень числителя t = 2 — чётной кратности 2: рисуем петельку, знак через точку не меняется; точка закрашена (нестрогое ≤) и даёт в ответе изолированную точку. Точки разрыва знаменателя t = −1 и t = 3 — выколоты. По методу интервалов дробь ≤ 0 на (−∞; −1) ∪ {2} ∪ (3; +∞). Условие замены t = 2ˣ > 0 отсекает левый луч (−∞; −1) — остаётся {2} ∪ (3; +∞).

++неравенство123
+
t
условие замены t > 00
+
t
пересечение023
+
t
Пробная точка t = 0: −(0 − 2)²/((0 − 3)(0 + 1)) = −4/(−3) > 0 → в средней зоне «+». Точка t = 4: −(4 − 2)²/((4 − 3)(4 + 1)) = −4/5 < 0 → справа «−»; слева от t = −1 знак тоже «−». Через петельку при t = 2 знак не меняется.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. Уравнение 2ˣ = 2 даёт x = 1; неравенство 2ˣ > 3 решаем логарифмом (3 не степень двойки).
1)2x=2
2x=21
x=1
2)2x>3
x>log23
ответ1
log23
+
x

log₂3 ≈ 1,58. Точка x = 1 — изолированное решение (отвечает закрашенной t = 2), луч x > log₂3 — интервалу t > 3.

ответ

x{1}(log23;+)