Question

Difficulty: Very hardÜstel ve Logaritmik Eşitsizlikler
log⁡3(x+5)⋅log⁡12(x2−4x+4)−23−33−x≥0\log_3(x + 5) \cdot \frac{\log_{\frac{1}{2}}(x^2 - 4x + 4) - 2}{3 - 3^{3-x}} \geq 0 eşitsizliğini sağlayan xx tam sayılarının toplamı kaçtır?

Answer: -9

Answer

Eşitsizliğini sağlayan xx tam sayılarının toplamı −9-9'dur.
Logaritmik tanım kümeleri ve payda sınırları dikkate alındığında eşitsizliğin çözüm kümesi [−4,1.5]∪(2,2.5][-4, 1.5] \cup (2, 2.5] olur. Bu kümedeki tam sayılar sadece [−4,1.5][-4, 1.5] aralığından gelen −4,−3,−2,−1,0,1-4, -3, -2, -1, 0, 1 sayılarıdır ve toplamları −9-9 değerine eşittir.

Step-by-Step Solution

1
Tanım kümesini belirlemek
Tanım kümesi D=(−5,∞)∖{2}D = (-5, \infty) \setminus \{2\} olarak bulunur.
log⁡3(x+5)\log_3(x+5) ifadesinin tanımlı olması için x+5>0  ⟹  x>−5x + 5 > 0 \implies x > -5 olmalıdır. log⁡12(x2−4x+4)\log_{\frac{1}{2}}(x^2 - 4x + 4) ifadesinin tanımlı olması için x2−4x+4>0  ⟹  (x−2)2>0  ⟹  x≠2x^2 - 4x + 4 > 0 \implies (x-2)^2 > 0 \implies x \neq 2 olmalıdır. Ayrıca paydanın sıfır olmaması gerektiğinden 3−33−x≠0  ⟹  3−x≠1  ⟹  x≠23 - 3^{3-x} \neq 0 \implies 3-x \neq 1 \implies x \neq 2 olmalıdır.
2
Çarpanların köklerini ve işaretlerini analiz etmek
Kritik noktalar ve işaret durumları belirlendi.
1) log⁡3(x+5)=0  ⟹  x=−4\log_3(x+5) = 0 \implies x = -4. İfade x>−4x > -4 için pozitif, −5<x<−4-5 < x < -4 için negatiftir.
2) log⁡12(x2−4x+4)−2=0  ⟹  (x−2)2=1/4  ⟹  x=1.5\log_{\frac{1}{2}}(x^2 - 4x + 4) - 2 = 0 \implies (x-2)^2 = 1/4 \implies x = 1.5 veya x=2.5x = 2.5. Logaritma tabanı 1/2<11/2 < 1 olduğundan, 1.5<x<2.51.5 < x < 2.5 (ve x≠2x \neq 2) aralığında bu çarpan pozitif, x<1.5x < 1.5 veya x>2.5x > 2.5 durumlarında negatiftir.
3) 3−33−x=0  ⟹  x=23 - 3^{3-x} = 0 \implies x = 2. Payda ifadesi x>2x > 2 için pozitif, x<2x < 2 için negatiftir.
3
İşaret tablosu oluşturmak
En geniş çözüm kümesi [−4,1.5]∪(2,2.5][-4, 1.5] \cup (2, 2.5] olarak elde edilir.
Belirlenen kökler tablolandığında:
- (−5,−4)(-5, -4) aralığında: (−)⋅(−)/(−)=(−)(-) \cdot (-) / (-) = (-)
- [−4,1.5][-4, 1.5] aralığında: (+)⋅(−)/(−)=(+)(+) \cdot (-) / (-) = (+)
- (1.5,2)(1.5, 2) aralığında: (+)⋅(+)/(−)=(−)(+) \cdot (+) / (-) = (-)
- (2,2.5](2, 2.5] aralığında: (+)⋅(+)/(+)=(+)(+) \cdot (+) / (+) = (+)
- (2.5,∞)(2.5, \infty) aralığında: (+)⋅(−)/(+)=(−)(+) \cdot (-) / (+) = (-)
Eşitsizlik sıfırdan büyük veya eşit olmasını gerektirdiğinden pozitif aralıklar seçilir.
4
Çözüm kümesindeki tam sayıları toplamak
Eşitsizliği sağlayan tam sayıların toplamı −9-9 olarak bulunur.
[−4,1.5][-4, 1.5] aralığındaki tam sayılar −4,−3,−2,−1,0,1-4, -3, -2, -1, 0, 1 şeklindedir. (2,2.5](2, 2.5] aralığında hiçbir tam sayı bulunmaz. Bu tam sayıların toplamı ise (−4)+(−3)+(−2)+(−1)+0+1=−9(-4) + (-3) + (-2) + (-1) + 0 + 1 = -9 olur.

Key Concept

Logaritma tabanının 00 ile 11 arasında olması durumunda eşitsizliğin yön değiştirmesi, logaritma tanım kümesi şartları ve rasyonel eşitsizliklerde payda kökünün dışlanması.
Rate this question