4В. Решите неравенство  \(\left( {{x^2} + 7x + 12} \right) \cdot {\log _{x + 5}}\left( {x + 4} \right) \cdot {\log _5}{\left( {x + 1} \right)^2} \le 0\).

Ответ

ОТВЕТ: \(\left\{ {-3} \right\} \cup \left[ {-2;\;-1} \right) \cup \left( {-1;\;0} \right].\)

Решение

\(\left( {{x^2} + 7x + 12} \right) \cdot {\log _{x + 5}}\left( {x + 4} \right) \cdot {\log _5}{\left( {x + 1} \right)^2} \le 0.\)

Запишем ОДЗ:  \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + 4 > 0,\;\;\;\,}\\{{{\left( {x + 1} \right)}^2} > 0,}\\{x + 5 > 0,\;\;\;\,}\\{x + 5 \ne 1\;\;\;\,\;\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x > -4,}\\{x \ne -1,}\\{x > -5,}\\{x \ne -4\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \in \left( {-4;-1} \right) \cup \left( {-1;\infty } \right).\)

Воспользуемся свойством перехода к новому основанию:  \({\log _a}b = \frac{{{{\log }_c}b}}{{{{\log }_c}a}}.\)

\(\left( {{x^2} + 7x + 12} \right) \cdot {\log _{x + 5}}\left( {x + 4} \right) \cdot {\log _5}{\left( {x + 1} \right)^2} \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{\left( {{x^2} + 7x + 12} \right) \cdot {{\log }_5}\left( {x + 4} \right) \cdot {{\log }_5}{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}{{{{\log }_5}\left( {x + 5} \right)}} \le 0.\)

Решим полученное неравенство методом интервалов при условии, что  \(x \in \left( {-4;-1} \right) \cup \left( {-1;\infty } \right).\)  Найдём нули числителя:

\(\left( {{x^2} + 7x + 12} \right) \cdot {\log _5}\left( {x + 4} \right) \cdot {\log _5}{\left( {x + 1} \right)^2} = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2} + 7x + 12 = 0,}\\{{{\log }_5}\left( {x + 4} \right) = 0,\;}\\{{{\log }_5}{{\left( {x + 1} \right)}^2} = 0\;}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow } \right.\)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = -4,\;\;\;\;\;}\\{x = -3,\;\;\;\;\;}\\{x + 4 = 1,\;\,\,}\\{{{\left( {x + 1} \right)}^2} = 1}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = -4,\;\;\,\;}\\{x = -3,\;\,\,\,\;}\\{x = -3,\,\;\,\,\;}\\{x + 1 = 1,\;\,}\\{x + 1 = -1}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = -4,}\\{x = -3,}\\{x = 0,\;\,}\\{x = -2.}\end{array}} \right.\)

Найдём нули знаменателя:

\({\log _5}\left( {x + 5} \right) \ne 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x + 5 \ne 1\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \ne -4.\)

Таким образом, решением исходного неравенства является:  \(x \in \left\{ {-3} \right\} \cup \left[ {-2;\;-1} \right) \cup \left( {-1;\;0} \right].\)

Ответ:  \(\left\{ {-3} \right\} \cup \left[ {-2;\;-1} \right) \cup \left( {-1;\;0} \right].\)