Question

Решите неравенство
$log \frac{1}{6} (10 - x) + log \frac{1}{6}(x - 3) \geqslant - 1$

Answer 1

Найдём ОДЗ логарифмов:

$\tt\displaystyle\left\{{{10-x>0}\atop{x-3> 0}}\right.~~~~~~~~~~~~\left \{ {{x < 10} \atop {x > 3}} \right. \\\\\\x\in(3; 10)$

Для начала преобразуем каждое из выражений левой части, но сначала кое-что обсудим: мы можем обойтись и без этого вполне. Мы можем по свойству логарифмов преобразования суммы в произведение свести к логарифму по основанию 1/6. Но при раскрытии логарифмов с обеих сторон мы в любом случае сменим знак (так как при раскрытии логарифмов применяется неравенство, что если основание логарифма меньше единицы, то знак неравенства изменится на противоположный), как сделали это, приведя логарифмы к целому, не дробному основанию.

$\tt\displaystyle log_{\displaystyle\frac{1}{6}}(10 - x)=log_{\displaystyle 6^{-1}}(10 - x)=-log_{\displaystyle6}(10 - x)\\\\\\log_{\displaystyle\frac{1}{6}}(x - 3)=log_{\displaystyle 6^{-1}}(x - 3)=-log_{\displaystyle6}(x - 3)$

Затем сложим:

$\tt\displaystyle-log_{\displaystyle6}(10 - x) + (-log_{\displaystyle6}(x - 3))\implies\\\\\\-log_{\displaystyle6}(10 - x) - log_{\displaystyle6}(x - 3)\implies\\\\\\-log_{\displaystyle6}((10 - x)\cdot(x - 3))\implies\\\\\\-log_{\displaystyle6}(10x - 30 - x^{2} + 3x)\implies\\\\\\-log_{\displaystyle6}(-x^{2}+13x-30)$

Умножим обе части на -1:

$\tt\displaystyle log_{\displaystyle6}(-x^{2}+13x-30)\leq 1\\\\\\log_{\displaystyle6}(-x^{2}+13x-30)\leq 6^{1}\\\\\\-x^{2}+13x-30 - 6 \leq 0\\\\\\x^{2}-13x+36\geq 0~~~~~~~~~~~~~~~~~~x^{2}-13x+36=0\\\\~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D=b^{2}-4\cdot a\cdot c = 169 -4\cdot 1\cdot 36=25=5^{2}\\\\~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~x_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{D}}{2\cdot a}=\frac{13 \pm 5}{2}=9;~4\\\\\\(x - 9)\cdot(x - 4)\geq 0\\\\\\x\in(-\infty; 4]\cup[9; +\infty)$

Объединим ОДЗ логарифмов и решение:

$\tt\displaystyle x\in(3; 10)~~~~~~~~~~and~~~~~~~~~~x\in(-\infty; 4]\cup[9; +\infty)\\\\\\x\in(3; 4]\cup[9;10)$