2^x<3+x (неравенство)
Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼
Укажите решение неравенства: 2^x<3+x (множество решений неравенства)
Решение
Подробное решение
Дано неравенство:
$$2^{x} < x + 3$$
Чтобы решить это нер-во - надо сначала решить соотвествующее ур-ние:
$$2^{x} = x + 3$$
Решаем:
$$x_{1} = -3 - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
$$x_{1} = -3 - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
Данные корни
$$x_{1} = -3 - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
являются точками смены знака неравенства в решениях.
Сначала определимся со знаком до крайней левой точки:
$$x_{0} < x_{1}$$
Возьмём например точку
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(-3 - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right) - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{31}{10} - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
подставляем в выражение
$$2^{x} < x + 3$$
$$2^{- \frac{31}{10} - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}} < \left(- \frac{31}{10} - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3$$
/-log(2) \
W|--------| /-log(2) \
31 \ 8 / W|--------|
- -- - ----------- < 1 \ 8 /
10 log(2) - -- - -----------
2 10 log(2)
но
/-log(2) \
W|--------| /-log(2) \
31 \ 8 / W|--------|
- -- - ----------- > 1 \ 8 /
10 log(2) - -- - -----------
2 10 log(2)
Тогда
$$x < -3 - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
не выполняется
значит решение неравенства будет при:
$$x > -3 - \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}}{8}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
_____
/
-------ο-------
x1
Решение неравенства на графике
/ /-log(2) \ /-log(2) \ \
| LambertW|--------, -1| LambertW|--------| |
| \ 8 / \ 8 / |
And|x < -3 - ----------------------, -3 - ------------------ < x|
\ log(2) log(2) /
$$x < -3 - \frac{1}{\log{\left (2 \right )}} \operatorname{LambertW}{\left (- \frac{1}{8} \log{\left (2 \right )},-1 \right )} \wedge -3 - \frac{1}{\log{\left (2 \right )}} \operatorname{LambertW}{\left (- \frac{1}{8} \log{\left (2 \right )} \right )} < x$$
/-log(2) \ /-log(2) \
LambertW|--------| LambertW|--------, -1|
\ 8 / \ 8 /
(-3 - ------------------, -3 - ----------------------)
log(2) log(2)
$$x \in \left(-3 - \frac{1}{\log{\left (2 \right )}} \operatorname{LambertW}{\left (- \frac{1}{8} \log{\left (2 \right )} \right )}, -3 - \frac{1}{\log{\left (2 \right )}} \operatorname{LambertW}{\left (- \frac{1}{8} \log{\left (2 \right )},-1 \right )}\right)$$