68В. Решите неравенство  \(\frac{{{{\log }_7}\left( {49{x^2}} \right)-7}}{{\log _7^2x-4}} \le 1\).

Ответ

ОТВЕТ: \(\left( {0;\;\frac{1}{{49}}} \right) \cup \left\{ 7 \right\} \cup \left( {49;\;\infty } \right).\)

Решение

\(\frac{{{{\log }_7}\left( {49{x^2}} \right)-7}}{{\log _7^2x-4}} \le 1.\)

Запишем ограничения на подлогарифмические выражения:   \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x > 0,\;\;\;\;\,}\\{49{x^2} > 0}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x > 0.\)

\(\frac{{{{\log }_7}\left( {49{x^2}} \right)-7}}{{\log _7^2x-4}} \le 1\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{2 + 2{{\log }_7}\left| x \right|-7}}{{\log _7^2x-4}}-1 \le 0.\)

Так как  \(x > 0,\)  то  \({\log _7}\left| x \right| = {\log _7}x.\)  Тогда полученное неравенство примет вид:

\(\frac{{2 + 2{{\log }_7}x-7}}{{\log _7^2x-4}}-1 \le 0.\)

Пусть  \({\log _7}x = t.\)  Тогда неравенство будет иметь вид:

\(\frac{{2t-5}}{{{t^2}-4}}-1 \le 0\;\;\; \Leftrightarrow \,\;\;\;\frac{{{t^2}-2t + 1}}{{{t^2}-4}} \ge 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{{{\left( {t-1} \right)}^2}}}{{\left( {t-2} \right)\left( {t + 2} \right)}} \ge 0.\)

Решим полученное неравенство методом интервалов:

\(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t < -2,}\\{t = 1,\,\;\;}\\{t > 2\;\;\;}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{{\log }_7}x < -2,}\\{{{\log }_7}x = 1,\;\;\,}\\{{{\log }_7}x > 2\;\;\;}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{{\log }_7}x < {{\log }_7}\frac{1}{{49}},}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{{{\log }_7}x = {{\log }_7}7,\;\;\,}\\{{{\log }_7}x > {{\log }_7}49\,\;}\end{array}}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{0 < x < \frac{1}{{49}},}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{x = 7,\;\;\;\,\;\;\;\;\,}\\{x > 49.\,\;\;\;\;\;\,}\end{array}}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;x \in \left( {0;\;\frac{1}{{49}}} \right) \cup \left\{ 7 \right\} \cup \left( {49;\;\infty } \right).\)

Ответ:  \(\left( {0;\;\frac{1}{{49}}} \right) \cup \left\{ 7 \right\} \cup \left( {49;\;\infty } \right).\)