№16 Неравенства

Глава 4. Логарифмы в сложных конструкциях

4-1Логарифмически-иррациональные неравенства

Логарифм в комбинации с арифметическим корнем.

все задачи списком
1−1−4log82⁡xlog8⁡x<2
4-1-koren-nad-log

Корень над логарифмическим выражением

Признак. Под знаком корня стоит выражение с логарифмом: √(1−log²x), √(1−logₐf(x)).

Решение. ОДЗ логарифма и неотрицательность подкоренного; замена t=logₐx; возведение в квадрат с контролем знака правой части; возврат к x.

log2x2−7x+6⁡(x3)>0
4-1-log-ot-kornya

Логарифм от иррационального выражения

Признак. Корень стоит внутри логарифма — в аргументе или в основании.

Решение. ОДЗ корня и логарифма вместе; снять логарифм по монотонности; решить иррациональное неравенство (уединить корень, возвести в квадрат).

2−log12⁡x⋅(x−1)(x+7)x+2≥0
4-1-koren-mnozhitel

Корень и логарифм как множители

Признак. Корень и логарифм — отдельные множители произведения или части дроби, сравниваемой с нулём.

Решение. ОДЗ каждого множителя; знак корня и знак логарифма по отдельности; метод интервалов по множителям.

4-2Комбинированные с логарифмом фиксированного основания

Несколько логарифмов в форме, не сводимой к типам 3-1 — 3-4.

lg4⁡x−4lg3⁡x+5lg2⁡x−2lg⁡x≥0
4-2-mnogochlen-po-log

Многочлен степени 3–4 относительно логарифма

Признак. Логарифм в третьей или четвёртой степени, либо квадрат скобки, внутри которой квадрат логарифма.

Решение. Замена t=logₐx; разложить многочлен по t на множители (группировка, подбор корня); метод интервалов по t; обратная замена.

x2log243⁡(4−x)≤log3⁡(x2−8x+16)
4-2-gruppirovka-mnozhiteley

Логарифм умножен на многочлен: группировка

Признак. Логарифм стоит множителем при x или x², в обеих частях есть подобные слагаемые с логарифмом.

Решение. Свернуть логарифмы по свойствам; перенести всё в одну часть и вынести общий множитель; метод интервалов по множителям с учётом ОДЗ.

log4⁡(x4−4x3+4x2)+log0,25⁡(6x2−12x−9)x2−2x−8≥0
4-2-svoystva-i-odz

Свойства логарифмов и ОДЗ

Признак. Сумма или разность логарифмов разных оснований, логарифм от логарифма, дробь с логарифмом в числителе.

Решение. Записать ОДЗ; свернуть по свойствам логарифма к одному основанию; снять логарифм по монотонности; метод интервалов.

4-3Логарифмы с переменным основанием

Основание логарифма зависит от переменной.

logx2+x⁡(x2−2x+1)≤1
4-3-sravnenie-s-chislom

Сравнение с числом: разбор случаев основания

Признак. Один логарифм с переменным основанием сравнивается с числом: log_{f(x)}g(x) ⋛ c.

Решение. ОДЗ (f>0, f≠1, g>0); два случая — f>1 (знак сохраняется) и 0<f<1 (знак переворачивается); объединить решения.

log4−x⁡(x+4)⋅logx+5⁡(6−x)≤0
4-3-proizvedenie-i-drob

Произведение и дробь логарифмов

Признак. Два и более логарифма перемножаются либо стоят в числителе и знаменателе дроби.

Решение. ОДЗ всех логарифмов; знак каждого множителя через сравнение основания и аргумента с единицей; метод интервалов по множителям.

logx⁡3+2log3x⁡3−6log9x⁡3≤0
4-3-zamena-i-perehod

Переход к одному основанию и замена

Признак. Логарифмы с разными переменными основаниями, взаимно-обратные пары log_a b и log_b a.

Решение. Формула перехода к одному основанию; замена t=log(...); решить рациональное неравенство по t; обратная замена с учётом ОДЗ.