Для решения неравенства (5^x - 4 \cdot 5^{-x} + 3 < 0) сначала преобразуем его.
Пусть (y = 5^x). Тогда (5^{-x} = \frac{1}{y}), и неравенство можно переписать как:
[
y - \frac{4}{y} + 3 < 0
]
Умножим все обе стороны неравенства на (y) (при этом, (y > 0) для всех (x)):
[
y^2 + 3y - 4 < 0
]
Теперь решим квадратное неравенство. Для этого найдем корни уравнения (y^2 + 3y - 4 = 0) с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = 3^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4) = 9 + 16 = 25
]
Корни будут:
[
y_1 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{-3 - 5}{2} = -4, \quad y_2 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{-3 + 5}{2} = 1
]
Корни равны (y_1 = -4) (отрицательное, поэтому отбрасываем) и (y_2 = 1).
Теперь определим промежутки:
- (y < 1)
- (y > 1)
Исследуем знаки функции (y^2 + 3y - 4):
- Тревозная функция косая, и она меняет знак в точке корня (y = 1).
- Для (y < 1) (выберем, например (y = 0)): (0^2 + 3(0) - 4 = -4 < 0)
- Для (y > 1) (выберем, например (y = 2)): (2^2 + 3(2) - 4 = 4 + 6 - 4 = 6 > 0)
Таким образом, неравенство (y^2 + 3y - 4 < 0) выполняется при (0 < y < 1). Запишем это в терминах (x):
[
0 < 5^x < 1
]
Это неравенство верно для:
[
x < 0
]
Теперь найдем целые значения (x) в промежутке ([-3, 8]):
Целые числа в промежутке ([-3, 8]): (-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).
Из них, удовлетворяющие условию (x < 0): (-3, -2, -1).
Таким образом, количество целых чисел, удовлетворяющих неравенству, равно 3. Ответ:
[
3
]