81В. Решите неравенство  \(\left( {2x + 1} \right){\log _5}10 + {\log _5}\left( {{4^x}-\frac{1}{{10}}} \right) \le 2x-1\).

Ответ

ОТВЕТ: \(\left( {-{{\log }_4}10;\;-{{\log }_4}5} \right].\)

Решение

\(\left( {2x + 1} \right){\log _5}10 + {\log _5}\left( {{4^x}-\frac{1}{{10}}} \right) \le 2x-1.\)

Найдём ОДЗ:

\({4^x}-\frac{1}{{10}} > 0\,\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{4^x} > {4^{{{\log }_4}\frac{1}{{10}}}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x > {\log _4}\frac{1}{{10}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x > -{\log _4}10\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \in \left( {-{{\log }_4}10;\infty } \right).\)

Вернёмся к исходному неравенству:

\(\left( {2x + 1} \right){\log _5}10 + {\log _5}\left( {{4^x}-\frac{1}{{10}}} \right) \le 2x-1\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{\log _5}{10^{2x + 1}} + {\log _5}\left( {{4^x}-\frac{1}{{10}}} \right) \le \left( {2x-1} \right){\log _5}5\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;{\log _5}\left( {{{10}^{2x + 1}} \cdot \left( {{4^x}-\frac{1}{{10}}} \right)} \right) \le {\log _5}{5^{2x-1}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{10^{2x}} \cdot 10 \cdot {4^x}-{10^{2x}} \cdot 10 \cdot \frac{1}{{10}} \le {5^{2x-1}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;10 \cdot {400^x}-{100^x} \le \frac{{{{25}^x}}}{5}\left| {:{{25}^x} > 0} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;10 \cdot {16^x}-{4^x}-\frac{1}{5} \le 0.\)

Пусть  \({4^x} = t.\)  Тогда неравенство примет вид:

\(10{t^2}-t-\frac{1}{5} \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;50{t^2}-5t-1 \le 0\;\;\;\, \Leftrightarrow \;\;\;\;\left( {10t + 1} \right)\left( {5t-1} \right) \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;-\frac{1}{{10}}\; \le t \le \frac{1}{5}.\)

Вернёмся к прежней переменной:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{4^x} \ge -\frac{1}{{10}},}\\{{4^x} \le \frac{1}{5}\;\;\,\,\;\,\,}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{4^x} \ge -\frac{1}{{10}},}\\{{4^x} \le {4^{{{\log }_4}\frac{1}{5}}}}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;} \right.\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x \in R,\,\;\;\;\;\,}\\{x \le {{\log }_4}\frac{1}{5}}\end{array}} \right.} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \le -{\log _4}5.\)

Найдём общее решение с ОДЗ:

Таким образом, решением исходного неравенства является:  \(x \in \left( {-{{\log }_4}10;\;-{{\log }_4}5} \right].\)

Ответ:  \(\left( {-{{\log }_4}10;\;-{{\log }_4}5} \right].\)