10^x<=(15*3^x)^x (неравенство)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

В неравенстве неизвестная

    Укажите решение неравенства: 10^x<=(15*3^x)^x (множество решений неравенства)

    Решение

    Вы ввели [src]
                  x
      x    /    x\ 
    10  <= \15*3 / 
    $$10^{x} \leq \left(15 \cdot 3^{x}\right)^{x}$$
    Подробное решение
    Дано неравенство:
    $$10^{x} \leq \left(15 \cdot 3^{x}\right)^{x}$$
    Чтобы решить это нер-во - надо сначала решить соотвествующее ур-ние:
    $$10^{x} = \left(15 \cdot 3^{x}\right)^{x}$$
    Решаем:
    $$x_{1} = \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} - \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    $$x_{2} = \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} + \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    $$x_{1} = \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} - \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    $$x_{2} = \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} + \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    Данные корни
    $$x_{1} = \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} - \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    $$x_{2} = \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} + \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    являются точками смены знака неравенства в решениях.
    Сначала определимся со знаком до крайней левой точки:
    $$x_{0} \leq x_{1}$$
    Возьмём например точку
    $$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
    =
         __________________________________                       
        /    2         2         / log(4)\                        
    - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)   1 
    --------------------------------------------------------- - --
                                 1                              10
                            2*log (3)                             

    =
    $$\frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} - \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right) - \frac{1}{10}$$
    подставляем в выражение
    $$10^{x} \leq \left(15 \cdot 3^{x}\right)^{x}$$
                                                                                                                                                 __________________________________                       
                                                                                                                                                /    2         2         / log(4)\                        
                                                                                                                                            - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)   1 
                                                                                                                                            --------------------------------------------------------- - --
                                                                                                                                                                         1                              10
                                                                                                                                                                    2*log (3)                             
           __________________________________                           /         __________________________________                       \                                                              
          /    2         2         / log(4)\                            |        /    2         2         / log(4)\                        |                                                              
      - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)   1     |    - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)   1 |                                                              
      --------------------------------------------------------- - --    |    --------------------------------------------------------- - --|                                                              
                                   1                              10    |                                 1                              10|                                                              
                              2*log (3)                                 |                            2*log (3)                             |                                                              
    10                                                               <= \15*3                                                              /                                                              

                                                                                                                                                            __________________________________                  
                                                                                                                                                           /    2         2         / log(4)\                   
                  __________________________________                                                                                              1    - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)
                 /    2         2         / log(4)\                                                                                             - -- + ---------------------------------------------------------
        1    - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)                                                                            10                            2*log(3)                        
      - -- + --------------------------------------------------------- <= /                __________________________________                  \                                                                
        10                            2*log(3)                            |               /    2         2         / log(4)\                   |                                                                
    10                                                                    |      1    - \/  log (2) + log (3) - log\3      /  - log(3) + log(2)|                                                                
        |    - -- + ---------------------------------------------------------|                                                                
                                                                          |      10                            2*log(3)                        |                                                                
                                                                          \15*3                                                                /                                                                

    значит одно из решений нашего неравенства будет при:
    $$x \leq \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} - \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
     _____           _____          
          \         /
    -------•-------•-------
           x1      x2

    Другие решения неравенства будем получать переходом на следующий полюс
    и т.д.
    Ответ:
    $$x \leq \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} - \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    $$x \geq \frac{1}{2 \log{\left (3 \right )}} \left(- \log{\left (3 \right )} + \sqrt{- \log{\left (3^{\log{\left (4 \right )}} \right )} + \log^{2}{\left (2 \right )} + \log^{2}{\left (3 \right )}} + \log{\left (2 \right )}\right)$$
    Решение неравенства на графике
    Быстрый ответ [src]
      /                        /          log(2)         \\
    Or|And(0 <= x, x < oo), And|x <= -1 + ------, -oo < x||
      \                        \          log(3)         //
    $$\left(0 \leq x \wedge x < \infty\right) \vee \left(x \leq -1 + \frac{\log{\left (2 \right )}}{\log{\left (3 \right )}} \wedge -\infty < x\right)$$
    Быстрый ответ 2 [src]
               log(2)           
    (-oo, -1 + ------] U [0, oo)
               log(3)           
    $$x \in \left(-\infty, -1 + \frac{\log{\left (2 \right )}}{\log{\left (3 \right )}}\right] \cup \left[0, \infty\right)$$
    График
    10^x<=(15*3^x)^x (неравенство) /media/krcore-image-pods/hash/3dd76fcedf/cda6905294/0afd9ac8ffba/im.png