Чтобы решить неравенство \( \log_x\left(\frac{x+3}{x-1}\right) > 1 \), начнем с преобразования неравенства в более удобный вид.
Сначала воспользуемся определением логарифма. Неравенство \( \log_x\left(\frac{x+3}{x-1}\right) > 1 \) можно переписать как:
\[ \frac{x+3}{x-1} > x^1 \]
То есть:
\[ \frac{x+3}{x-1} > x \]
Перемножим обе стороны на \( x-1 \) (при условии, что \( x \neq 1 \) и следует учитывать знак \( x-1 \) в зависимости от его значения):
\[ x + 3 > x(x - 1) \]
Тогда:
\[ x + 3 > x^2 - x \]
Переносим всё в одну сторону:
\[ 0 > x^2 - 2x - 3 \]
А это означает:
\[ x^2 - 2x - 3 < 0 \]
Теперь найдем корни уравнения \( x^2 - 2x - 3 = 0 \) с помощью дисперсии:
\[ D = (-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3) = 4 + 12 = 16 \]
Корни будут:
\[ x_1 = \frac{2 + 4}{2} = 3, \quad x_2 = \frac{2 - 4}{2} = -1 \]
Теперь мы знаем, что парабола \( x^2 - 2x - 3 \) открыта вверх и пересекает ось абсцисс в точках \( -1 \) и \( 3 \). Мы ищем промежутки, где этот многочлен меньше нуля:
- Интервалы: \( (-\infty, -1) \), \( (-1, 3) \), \( (3, +\infty) \)
- Знак выражения \( x^2 - 2x - 3 \) положителен за пределами интервалов \( (-1, 3) \) и отрицателен в самом интервале.
Таким образом, неравенство выполняется на интервале \( (-1, 3) \).
Ограничения: Также не забудьте, что мы не можем использовать основание логарифма меньше или равно 0, а также не равное 1. Следовательно:
- \( x > 0 \)
- \( x \neq 1 \)
Следовательно, остаются следующие возможные значения для \( x \):
Итак, окончательный ответ:
\[ x \in (0, 1) \cup (1, 3) \]
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужны уточнения по этому материалу, не стесняйтесь спрашивать!
