82В. Решите неравенство  \(\left( {x + 1} \right){\log _3}6 + {\log _3}\left( {{2^x}-\frac{1}{6}} \right) \le x-1\).

Ответ

ОТВЕТ: \(\left( {-{{\log }_2}6;\;-{{\log }_2}3} \right].\)

Решение

\(\left( {x + 1} \right){\log _3}6 + {\log _3}\left( {{2^x}-\frac{1}{6}} \right) \le x-1.\)

Найдём ОДЗ:

\({2^x}-\frac{1}{6} > 0\,\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{2^x} > {2^{{{\log }_2}\frac{1}{6}}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x > {\log _2}\frac{1}{6}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x > -{\log _2}6\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \in \left( {-{{\log }_2}6;\infty } \right).\)

Вернёмся к исходному неравенству:

\(\left( {x + 1} \right){\log _3}6 + {\log _3}\left( {{2^x}-\frac{1}{6}} \right) \le x-1\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{\log _3}{6^{x + 1}} + {\log _3}\left( {{2^x}-\frac{1}{6}} \right) \le \left( {x-1} \right){\log _3}3\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;{\log _3}\left( {{6^{x + 1}} \cdot \left( {{2^x}-\frac{1}{6}} \right)} \right) \le {\log _3}{3^{x-1}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{6^x} \cdot 6 \cdot {2^x}-{6^x} \cdot 6 \cdot \frac{1}{6} \le {3^{x-1}}\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;6 \cdot {12^x}-{6^x} \le \frac{{{3^x}}}{3}\left| {:{3^x} > 0} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;6 \cdot {4^x}-{2^x}-\frac{1}{3} \le 0.\)

Пусть  \({2^x} = t.\)  Тогда неравенство примет вид:

\(6{t^2}-t-\frac{1}{3} \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;18{t^2}-3t-1 \le 0\;\;\;\, \Leftrightarrow \;\;\;\;\left( {6t + 1} \right)\left( {3t-1} \right) \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;-\frac{1}{6}\; \le t \le \frac{1}{3}.\)

Вернёмся к прежней переменной:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{2^x} \ge -\frac{1}{6},}\\{{2^x} \le \frac{1}{3}\;\;\,\,\,}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{2^x} \ge -\frac{1}{6},\;}\\{{2^x} \le {2^{{{\log }_2}\frac{1}{3}}}}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;} \right.\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x \in R,\,\;\;\;\;\,}\\{x \le {{\log }_2}\frac{1}{3}}\end{array}} \right.} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \le -{\log _2}3.\)

Найдём общее решение с ОДЗ:

Таким образом, решением исходного неравенства является:  \(x \in \left( {-{{\log }_2}6;\;-{{\log }_2}3} \right].\)

Ответ:  \(\left( {-{{\log }_2}6;\;-{{\log }_2}3} \right].\)