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\( \frac { 1 - \log x } { x ^ { 2 } + x \log x } > 0 \)

Ask by Wang Washington. in Italy
Feb 17,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

L'inequazione \( \frac { 1 - \log x } { x ^ { 2 } + x \log x } > 0 \) è soddisfatta per \( c < x < e \), dove \( c \) è il punto in cui \( x + \log x = 0 \).

Solution

Per risolvere l'inequazione \( \frac { 1 - \log x } { x ^ { 2 } + x \log x } > 0 \), dobbiamo analizzare i segni del numeratore e del denominatore separatamente. ### Passo 1: Analisi del numeratore Il numeratore è \( 1 - \log x \). Per determinare quando è positivo, risolviamo l'equazione: \[ 1 - \log x > 0 \] Questo implica: \[ \log x < 1 \] Convertendo in forma esponenziale, otteniamo: \[ x < e \] ### Passo 2: Analisi del denominatore Il denominatore è \( x^2 + x \log x \). Dobbiamo determinare quando è positivo. Notiamo che: \[ x^2 + x \log x = x(x + \log x) \] Dobbiamo quindi analizzare i segni di \( x \) e \( x + \log x \). 1. **Per \( x > 0 \)**, \( x \) è positivo. 2. **Analizziamo \( x + \log x \)**: - Quando \( x = 1 \), \( \log 1 = 0 \) quindi \( 1 + 0 = 1 > 0 \). - Quando \( x = e \), \( \log e = 1 \) quindi \( e + 1 > 0 \). - Per \( x < 1 \), \( \log x < 0 \) e quindi \( x + \log x \) potrebbe essere negativo. Dobbiamo trovare il punto in cui \( x + \log x = 0 \). ### Passo 3: Trovare il punto in cui \( x + \log x = 0 \) Risolviamo l'equazione \( x + \log x = 0 \). Questo richiede un'analisi numerica o grafica, ma possiamo notare che: - Per \( x = 0.5 \), \( \log 0.5 < 0 \) quindi \( 0.5 + \log 0.5 < 0 \). - Per \( x = 0.1 \), \( \log 0.1 < -1 \) quindi \( 0.1 + \log 0.1 < 0 \). - Per \( x = 1 \), \( 1 + 0 = 1 > 0 \). Quindi, \( x + \log x \) cambia segno tra \( 0 \) e \( 1 \). Possiamo concludere che: - \( x + \log x < 0 \) per \( 0 < x < c \) (dove \( c \) è il punto in cui \( x + \log x = 0 \)). - \( x + \log x > 0 \) per \( x > c \). ### Passo 4: Combinare i risultati Ora abbiamo: - \( 1 - \log x > 0 \) per \( x < e \). - \( x^2 + x \log x > 0 \) per \( x > c \). ### Passo 5: Intervallo finale L'inequazione \( \frac { 1 - \log x } { x ^ { 2 } + x \log x } > 0 \) è soddisfatta quando: 1. \( 1 - \log x > 0 \) (cioè \( x < e \)). 2. \( x^2 + x \log x > 0 \) (cioè \( x > c \)). Quindi, l'intervallo finale è: \[ c < x < e \] Dove \( c \) è il punto in cui \( x + \log x = 0 \).

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Bonus Knowledge

To tackle the problem of the inequality \( \frac { 1 - \log x } { x ^ { 2 } + x \log x } > 0 \), we first need to identify the conditions under which the numerator and denominator are both positive or both negative. Let’s analyze the numerator \( 1 - \log x \): - The inequality \( 1 - \log x > 0 \) simplifies to \( \log x < 1 \). Therefore, \( x < e \). Next, for the denominator \( x^2 + x \log x \): - Here, since \( x^2 \) is always non-negative for \( x \geq 0 \), we have \( x^2 + x \log x > 0 \) for \( x > 0\). - Specifically, if \( x = 0\), \( x^2 + x \log x\) is undefined, and for \( x < 0\), the logarithm isn't valid. Combining these insights, the inequality holds true when \( x \) is in the interval \( (0, e) \). Thus, the final answer is: The solution set for the inequality \( \frac { 1 - \log x } { x ^ { 2 } + x \log x } > 0 \) is \( 0 < x < e \).

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