Чтобы решить данное неравенство ((5-2x)(\log_{-x^2+4x-3}(x-1)) \geq 0), нам необходимо рассмотреть два основных условия:
- Определение области допустимых значений (ОДЗ) для логарифма, который содержит переменные как в основании, так и в аргументе.
- Разбор неравенства на основе знаков множителей.
Шаг 1: Определение ОДЗ
Для логарифма (\log_{-x^2+4x-3}(x-1)) должны выполняться следующие условия:
- Основание логарифма (-x^2 + 4x - 3) должно быть положительным и не равным единице.
- Аргумент логарифма (x-1) должен быть положительным.
Давайте разберем каждое из них:
1.1. Основание логарифма положительное:
[ -x^2 + 4x - 3 > 0 ]
Решаем квадратное неравенство:
[ -x^2 + 4x - 3 = -(x^2 - 4x + 3) = -(x-1)(x-3) ]
Корни квадратного уравнения (x = 1) и (x = 3). Разложение на множители дает ((1-x)(3-x)), так что неравенство принимает вид:
[ (1-x)(3-x) > 0 ]
Решение этого неравенства на числовой прямой дает (1 < x < 3).
1.2. Аргумент логарифма положительный:
[ x - 1 > 0 ]
[ x > 1 ]
Шаг 2: Решение неравенства
Теперь рассмотрим само неравенство ((5-2x)(\log_{-x^2+4x-3}(x-1)) \geq 0). Здесь нам нужно учесть знаки множителей:
- (5 - 2x) равно нулю при (x = \frac{5}{2}).
- (\log_{-x^2+4x-3}(x-1)) меняет знак при переходе через точки, в которых аргумент равен основанию логарифма, т.е. когда (x - 1 = -x^2 + 4x - 3), то есть (x = 2).
Теперь объединяем условия и анализируем интервалы:
- (1 < x < 2): (5 - 2x > 0), (\log_{-x^2+4x-3}(x-1) < 0), произведение отрицательно.
- (2 < x < 3): (5 - 2x > 0), (\log_{-x^2+4x-3}(x-1) > 0), произведение положительно.
Итак, искомые интервалы, удовлетворяющие неравенству:
[ 2 \leq x < \frac{5}{2} \text{ и } 3 ]
без точки (x = 3), так как там основание логарифма равно нулю.