Для решения неравенства (\frac{\log_6(36x) - 1}{\log^2_6 x - \log_6 x^3} \geq 0), необходимо выполнить несколько шагов.
Шаг 1: Упростим числитель
Числитель: (\log_6(36x) - 1).
[
\log_6(36x) = \log_6(36) + \log_6(x)
]
Поскольку (36 = 6^2), то (\log_6(36) = 2). Таким образом,
[
\log_6(36x) = 2 + \log_6(x)
]
Подставим в числитель:
[
\log_6(36x) - 1 = 2 + \log_6(x) - 1 = 1 + \log_6(x)
]
Шаг 2: Упростим знаменатель
Знаменатель: (\log^2_6 x - \log_6 x^3).
Преобразуем второй член:
[
\log_6 x^3 = 3 \log_6 x
]
Тогда знаменатель становится:
[
\log^2_6 x - 3 \log_6 x
]
Это выражение можно записать как квадратный трехчлен относительно (\log_6 x):
[
(\log_6 x)^2 - 3 \log_6 x
]
Шаг 3: Решение неравенства
Неравенство принимает вид:
[
\frac{1 + \log_6(x)}{(\log_6 x)^2 - 3 \log_6 x} \geq 0
]
Найдём ОДЗ
Для существования логарифма, (x > 0).
Знаменатель не должен быть равен нулю:
[
(\log_6 x)^2 - 3 \log_6 x = 0
]
Решим квадратное уравнение:
[
t^2 - 3t = 0
]
где (t = \log_6 x). Вынесем (t) за скобки:
[
t(t - 3) = 0
]
Получаем (t = 0) или (t = 3).
Таким образом, (\log_6 x = 0) или (\log_6 x = 3).
Соответственно, (x = 6^0 = 1) и (x = 6^3 = 216).
ОДЗ: (x > 0), (x \neq 1), (x \neq 216).
Исследуем знаки
- ((1 + \log_6 x)) — положительно, если (\log_6 x > -1), т.е. (x > \frac{1}{6}).
- ((\log_6 x)^2 - 3 \log_6 x = (\log_6 x)(\log_6 x - 3)).
Из этого следует, что:
- ((\log_6 x)) меняет знак при (x = 1).
- ((\log_6 x - 3)) меняет знак при (x = 216).
Промежутки
- (0 < x < 1): числитель (-), знаменатель (+) (отрицателен).
- (1 < x < 216): числитель (+), знаменатель (-) (отрицателен).
- (x > 216): числитель (+), знаменатель (+) (положителен).
Ответ
Неравенство выполняется на промежутке (x > 216), с учётом ОДЗ.