условие

x3+x2−x−14x2−8⋅2x2+16≥0

шаг 1.Область допустимых значений

Знаменатель дроби не обращается в нуль. Так как 4ˣ² = (2ˣ²)², знаменатель сворачивается в полный квадрат 4ˣ² − 8·2ˣ² + 16 = (2ˣ² − 4)², поэтому достаточно потребовать 2ˣ² ≠ 4 = 2². Функция 2ᵗ строго возрастает (основание степени 2 > 1)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: aA≤aB⟺A≤B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: aA≤aB⟺A≥B (знак переворачивается).
, поэтому равенство степеней равносильно равенству показателей, и условие 2ˣ² ≠ 2² переходит в x² ≠ 2.
ОДЗ
4x2−8⋅2x2+16≠0
(2x2)2−8⋅2x2+16≠0
(2x2−4)2≠0
2x2≠4
2x2≠22
x2≠2
x≠±2

шаг 2.Раскладываем на множители

Числитель раскладываем группировкой; знаменатель уже свёрнут в полный квадрат (2ˣ² − 4)².

x3+x2−x−1=x2(x+1)−(x+1)=
=(x+1)(x2−1)=(x−1)(x+1)2
(x−1)(x+1)2(2x2−4)2≥0

Группировка: x³ + x² = x²(x + 1), −x − 1 = −(x + 1) — общий множитель (x + 1); затем x² − 1 = (x − 1)(x + 1).

шаг 3.Метод интервалов в x

Числитель (x − 1)(x + 1)² — многочлен, знаменатель (2ˣ² − 4)² — квадрат разности степеней одного основания (2ˣ² − 2²); к дроби применим метод интерваловКогда 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.
.

Знаменатель (2ˣ² − 4)² > 0 — знак дроби равен знаку числителя (x − 1)(x + 1)². Корень x = −1 чётной кратности — петелька (закрашена изолированной точкой); x = 1 — закрашен (нестрогое ≥). Точки x = ±√2 — выколоты по ОДЗ.

−−−++1−1
−2
2
−∞
+∞
x
Пробная точка x = 0: (0 − 1)(0 + 1)²/(2⁰ − 4)² = (−1)/9 < 0 → знак «−». Через петельки при x = −1 и x = √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.

ответ

x∈{−1}∪[1;2)∪(2;+∞)