ID: 00003357
Решить неравенство \log_2^2 x + 3 \log_2 x + 3 \leqslant 1
Источник: ФИПИ
В неравенстве несколько раз встречается \log_2 x. Это подсказка: заменим его одной буквой, и неравенство станет обычным квадратным.
Сначала область определения. Под логарифмом стоит x, а логарифм существует только от положительных чисел, поэтому x\gt 0.
Теперь обозначим u=\log_2 x. Перенесём всё в левую часть. Из \log_2^{2}x+3\log_2 x+3\leqslant 1 получаем:
u^{2}+3u+2\leqslant 0.
Разложим левую часть на множители. Корни трёхчлена u=-1 и u=-2, поэтому u^{2}+3u+2=(u+1)(u+2):
(u+1)(u+2)\leqslant 0.
Произведение двух скобок отрицательно (или равно нулю), когда u находится между корнями: -2\leqslant u\leqslant -1.
Возвращаемся к x. Запись -2\leqslant\log_2 x\leqslant -1 означает, что x зажат между 2^{-2} и 2^{-1}, то есть \dfrac14\leqslant x\leqslant\dfrac12. Оба числа положительны, так что область определения не нарушена.
x \in \left[\dfrac{1}{4}; \dfrac{1}{2}\right]