Задание №1196
Условие
Решите неравенство \log_x2+2\log_{2x}2\geqslant 2.
Решение
Заметим, что x>0, x \neq \frac12, x \neq 1.
Используя свойства логарифмов, преобразуем неравенство:
\frac1{\log_2x}+\frac2{\log_22x}\geqslant 2,
\frac1{\log_2x}+\frac2{\log_22+\log_2x}\geqslant 2,
\frac1{\log_2x}+\frac2{1+\log_2x}\geqslant 2.
Пусть \log_2x=t, тогда получим неравенство, которое удобно решить методом интервалов:
\frac1t+\frac2{1+t}\geqslant 2,
\frac{(1+t)+2t-2t(1+t)}{t(1+t)}\geqslant 0,
\frac{2t^3-t-1}{t(1+t)}\leqslant 0,
\frac{(2t+1)(t-1)}{t(t+1)}\leqslant 0.
Получим два двойных неравенства, решим их, возвращаясь к переменной x:
1. -1< t \leqslant -\frac12,
\log_2\frac12<\log_2x\leqslant \log_2\frac1{\sqrt 2},
\frac12<x\leqslant \frac1{\sqrt 2}.
2. 0<t\leqslant 1,
\log_21<\log_2x\leqslant \log_22,
1<x\leqslant 2.
Так как найденные значения переменной удовлетворяют ОДЗ, то решение неравенства — \left( \frac12; \frac1{\sqrt 2}\right] \cup (1; 2].
Ответ
\left( \frac12; \frac1{\sqrt 2}\right] \cup (1; 2].