Анализ неравенств
Мне нужно решить набор неравенств и объяснить лежащие в их основе принципы. Сначала я разберу каждую задачу.
- Для \( (1/3)^x \geq 27 \) я получу, что \( x \) должен быть равен \(-3\) или меньше, поскольку функция убывает.
- Для \( 6^{x^2 + 2x} > 216 \) решение имеет вид \( x < -3 \) или \( x > 1 \).
- Для \( 0.2^x \leq 1/25 \) получаем \( x \geq 2 \).
- \( 4^{5-2x} \leq 0.25 \) приводит к \( x \geq 3 \).
- Наконец, для \( 0.4^{2x + 1} > 0.16 \) я заключаю, что \( x < 2 \).
Уточнение неравенства
Я работаю с неравенством \(2x + 1 < 2\), которое упрощается до \(x < \frac{1}{2}\). Это кажется правильным! Сначала следует представить краткий ответ, а затем описать выполненные шаги. Может быть полезно упомянуть общие правила для неравенств и, возможно, провести быструю проверку подстановкой значений, чтобы подтвердить границы.
Можно сказать, например: «Проверим: для строгих неравенств включения границы нет». Я стремлюсь сформулировать краткий, но понятный ответ.
Краткий ответ:
- \(\displaystyle x\le -3\)
- \(\displaystyle x\in(-\infty;-3)\cup(1;+\infty)\)
- \(\displaystyle x\ge 2\)
- \(\displaystyle x\ge 3\)
- \(\displaystyle x<\frac12\)
Решение
Правило:
- если \(a>1\), функция \(a^x\) возрастает, знак неравенства сохраняется;
- если \(0<a<1\), функция \(a^x\) убывает, знак неравенства меняется.
\[ \left(\frac13\right)^x\ge 27 \] \[ 27=3^3=\left(\frac13\right)^{-3} \] Так как \(0<\frac13<1\), знак меняется: \[ x\le -3. \]
\[ 6^{x^2+2x}>216 \] \[ 216=6^3 \] Основание \(6>1\), поэтому: \[ x^2+2x>3, \] \[ x^2+2x-3>0, \] \[ (x+3)(x-1)>0. \] Произведение положительно вне корней: \[ x<-3\quad\text{или}\quad x>1. \]
\[ 0{,}2^x\le \frac1{25} \] \[ 0{,}2=\frac15,\qquad \frac1{25}=\left(\frac15\right)^2. \] Так как \(0<\frac15<1\), знак меняется: \[ x\ge 2. \]
\[ 4^{5-2x}\le 0{,}25 \] \[ 0{,}25=\frac14=4^{-1}. \] Так как \(4>1\): \[ 5-2x\le -1, \] \[ -2x\le -6, \] \[ x\ge 3. \]
\[ 0{,}4^{2x+1}>0{,}16 \] \[ 0{,}16=0{,}4^2. \] Так как \(0<0{,}4<1\), знак меняется: \[ 2x+1<2, \] \[ 2x<1, \] \[ x<\frac12. \]
Граничные значения в нестрогих неравенствах входят, а в строгих — не входят.