условие

23x24x+1+52x+216x10

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель дроби не обращается в нуль.

ОДЗ
x10
x1

шаг 2.Раскладываем числитель

Каждое слагаемое числителя приводим к степеням 2ˣ — получается кубический многочлен относительно 2ˣ, раскладываем его на множители.

23x=(2x)3
24x+1=244x=8(2x)2
52x+2=542x=202x
(2x)38(2x)2+202x16=
=(2x)32(2x)26(2x)2+122x+82x16=
=(2x)2(2x2)62x(2x2)+8(2x2)=
=(2x2)((2x)262x+8)=
=(2x2)(2x2)(2x4)=
=(2x2)2(2x4)
(2x2)2(2x4)x10

Группировка: −8(2ˣ)² разбиваем на −2(2ˣ)² − 6(2ˣ)², а 20·2ˣ на 12·2ˣ + 8·2ˣ — в каждой из трёх групп выносится (2ˣ − 2). Квадрат (2ˣ)² − 6·2ˣ + 8 = (2ˣ − 2)(2ˣ − 4) по Виета.

шаг 3.Корни числителя

Приравниваем каждый множитель к нулю и снимаем основание степени.

2x2=0
2x=21
x=1
2x4=0
2x=22
x=2

шаг 4.Метод интервалов в x

Множители 2ˣ − 2 и 2ˣ − 4 — разности степеней одного основания, x − 1 — многочлен; к их произведению и частному применим метод интерваловКогда работает метод интервалов?
Полиномы и дроби — корни находятся алгебраически, между ними знак постоянен.
Пример: (x3)2(x+2)(x1)1
Разности степеней одного основания
Знак af(x)ag(x) совпадает со знаком f(x)g(x) — заменяем на полином.
Пример: (2x222x)(3x234)x(x2)2(x+2)
Разность одинаковых степеней
caxdbx=0 делим на cbx>0(ab)x=dc: ровно один корень, знак меняется один раз — как у линейного множителя.
Пример: 2x3x=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: (2x3+x2)(3xx)
Тогда разбираем по случаям, например: AB0 оба ≥ 0 или оба ≤ 0 или A = 0 или B = 0.
.
Точка x = 1 — общий ноль числителя (множитель (2ˣ − 2)²) и знаменателя: выколота по ОДЗ, суммарная кратность нечётна — знак меняется. Корень 2ˣ − 4 = 0 даёт x = 2 — закрашен (нестрогое ≥); функция 2ˣ 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 через x = 2 знак тоже меняется.
++12
+
x

В x = 1 числитель (2ˣ − 2)² имеет кратность 2, знаменатель x − 1 — кратность 1, суммарно 3 (нечётная) → знак меняется. Пробная точка x = 0: (2⁰ − 2)²(2⁰ − 4)/(0 − 1) = 1·(−3)/(−1) = 3 > 0 → «+».

ответ

x(;1)[2;+)