Question
upstudy study bank question image url

те неравенство: \( \log _{\frac{1}{2}}\left(x^{2}-x-2\right)>-2 \)

Ask by Frank Washington. in Kazakhstan
Feb 19,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

Решение неравенства \( \log_{\frac{1}{2}}(x^{2} - x - 2) > -2 \) приводит к интервалам \( x \in (-2, -1) \cup (2, 3) \).

Solution

Нужно решить неравенство   log₍₁⁄₂₎(x² – x – 2) > –2. 1. Определим область определения логарифма. Логарифм определён, если аргумент положительный:   x² – x – 2 > 0. Решим это неравенство. Раскладываем квадратное уравнение:   x² – x – 2 = (x – 2)(x + 1). Произведение (x – 2)(x + 1) положительно, когда оба множителя положительны или оба отрицательны:  • x – 2 > 0 и x + 1 > 0 ⟹ x > 2;  • x – 2 < 0 и x + 1 < 0 ⟹ x < –1. Таким образом, область определения: x ∈ (–∞, –1) ∪ (2, +∞). 2. Преобразуем заданное неравенство. Заметим, что основание логарифма 1/2 находится в интервале (0, 1), поэтому функция логарифма является убывающей. Это означает, что неравенство log₍₁⁄₂₎(A) > B эквивалентно A < (1/2)ᴮ, при условии A > 0. Применяем это к нашему неравенству:   log₍₁⁄₂₎(x² – x – 2) > –2 ⇔ x² – x – 2 < (1/2)^(–2). Вычислим (1/2)^(–2):   (1/2)^(–2) = 2² = 4. Таким образом, получаем неравенство:   x² – x – 2 < 4. Приведём его к обычной квадратной форме:   x² – x – 2 – 4 < 0 ⟹ x² – x – 6 < 0. Найдём корни уравнения x² – x – 6 = 0:   Дискриминант: D = (–1)² – 4·1·(–6) = 1 + 24 = 25.   Корни: x = [1 ± 5]⁄2, то есть   x = (1 + 5)/2 = 3 и x = (1 – 5)/2 = –2. Неразложенное неравенство x² – x – 6 < 0 означает, что выражение отрицательно между корнями, то есть:   –2 < x < 3. 3. Теперь необходимо совместить два условия:   (i) x² – x – 2 > 0 ⟹ x ∈ (–∞, –1) ∪ (2, +∞),   (ii) x² – x – 6 < 0 ⟹ –2 < x < 3. Найдем пересечение этих множеств:  • Для x < –1: пересечение с –2 < x < 3 даёт x ∈ (–2, –1).  • Для x > 2: пересечение с –2 < x < 3 даёт x ∈ (2, 3). Таким образом, окончательное решение неравенства:   x ∈ (–2, –1) ∪ (2, 3). Ответ: x ∈ (–2, –1) ∪ (2, 3).

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

The Deep Dive

Давайте начнем с преобразования неравенства. Мы знаем, что логарифм со основанием меньше 1 (в данном случае, \(\frac{1}{2}\)) меняет знак неравенства. Таким образом, можно преобразовать неравенство: \[ x^{2}-x-2 < \left(\frac{1}{2}\right)^{-2} \] Рассмотрим правую часть: \(\left(\frac{1}{2}\right)^{-2} = 4\). Теперь имеем неравенство: \[ x^{2}-x-2 < 4 \] Теперь перенесем 4 в левую часть: \[ x^{2}-x-6 < 0 \] Теперь решим квадратное неравенство \(x^{2}-x-6 < 0\). Для этого найдем корни соответствующего уравнения: \[ x^{2}-x-6 = 0 \] Используя формулу корней квадратного уравнения, получаем: \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} = \frac{1 \pm \sqrt{(-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-6)}}{2 \cdot 1} = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 24}}{2} = \frac{1 \pm 5}{2} \] Корни будут: \[ x_1 = \frac{6}{2} = 3, \quad x_2 = \frac{-4}{2} = -2 \] Теперь мы имеем корни \(x = -2\) и \(x = 3\). Чтобы решить неравенство \(x^{2}-x-6 < 0\), рассмотрим интервалы: 1. \( (-\infty, -2) \) 2. \( (-2, 3) \) 3. \( (3, +\infty) \) Проверим знак на каждом интервале: - Для интервала \((- \infty, -2)\), например, \(x = -3\): \( (-3)^2 - (-3) - 6 = 9 + 3 - 6 = 6 > 0 \) - Для интервала \((-2, 3)\), например, \(x = 0\): \(0^2 - 0 - 6 = -6 < 0\) - Для интервала \((3, +\infty)\), например, \(x = 4\): \(4^2 - 4 - 6 = 16 - 4 - 6 = 6 > 0\) Таким образом, неравенство \(x^{2}-x-6 < 0\) выполняется на интервале: \[ (-2, 3) \] Теперь, помимо этого, нужно учесть, что под логарифмом должно быть положительно, то есть: \[ x^{2} - x - 2 > 0 \] Это неравенство имеет корни \(x = -1\) и \(x = 2\). Решая его, мы находим два интервала: 1. \( (-\infty, -1) \) 2. \( (-1, 2) \) 3. \( (2, +\infty) \) Проверяя знаки, мы получаем, что: - В интервале \((- \infty, -1)\) — положительно - В интервале \((-1, 2)\) — отрицательно - В интервале \((2, +\infty)\) — положительно Таким образом, \(x^{2}-x-2 > 0\) выполняется на интервалах \((- \infty, -1)\) и \((2, +\infty)\). Теперь мы должны найти пересечение: Нас интересует интервал \((-2, 3)\) и положительные части \( (-\infty, -1) \) и \( (2, +\infty) \). Таким образом, пересечение дает: \[ (-2, -1) \cup (2, 3) \] Итак, ответ: \[ (-2, -1) \cup (2, 3) \]

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy