Вопрос задан 04.07.2025 в 06:10. Предмет Математика. Спрашивает Хлыстова Анастасия.

Помогите решить (Log4(2^x-1))/x-1<=1

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Богомолов Илья.

Чтобы решить выражение log4(2x1)x1\frac{\log_4(2^x - 1)}{x - 1}, нужно разобрать его поэтапно.

  1. Применение логарифма с основанием 4:

    Напоминаем, что log4y\log_4 y можно переписать через логарифм с другим основанием, например, через натуральный логарифм:

    log4y=lnyln4\log_4 y = \frac{\ln y}{\ln 4}

    Таким образом, выражение log4(2x1)\log_4(2^x - 1) можно переписать как:

    log4(2x1)=ln(2x1)ln4\log_4(2^x - 1) = \frac{\ln(2^x - 1)}{\ln 4}

    Логарифм 4 можно выразить как ln4=2ln2\ln 4 = 2 \ln 2. Подставим это в выражение:

    log4(2x1)=ln(2x1)2ln2\log_4(2^x - 1) = \frac{\ln(2^x - 1)}{2 \ln 2}
  2. Подстановка в исходное выражение:

    Теперь заменим log4(2x1)\log_4(2^x - 1) в исходном выражении:

    log4(2x1)x1=ln(2x1)2ln2x1\frac{\log_4(2^x - 1)}{x - 1} = \frac{\frac{\ln(2^x - 1)}{2 \ln 2}}{x - 1}

    Упростим:

    ln(2x1)2ln2(x1)\frac{\ln(2^x - 1)}{2 \ln 2 (x - 1)}
  3. Рассмотрение предела при x1x \to 1:

    Это выражение имеет вид, который вызывает неопределенность 00\frac{0}{0}, если подставить x=1x = 1. Чтобы решить такой предел, можно воспользоваться правилом Лопиталя.

    Для этого найдем производные числителя и знаменателя:

    • Производная числителя ln(2x1)\ln(2^x - 1) по xx:

      ddxln(2x1)=12x1ddx(2x1)=12x12xln2\frac{d}{dx} \ln(2^x - 1) = \frac{1}{2^x - 1} \cdot \frac{d}{dx}(2^x - 1) = \frac{1}{2^x - 1} \cdot 2^x \ln 2
    • Производная знаменателя 2ln2(x1)2 \ln 2 (x - 1) по xx равна 2ln22 \ln 2.

    Применяем правило Лопиталя:

    limx1ln(2x1)2ln2(x1)=limx12xln22x12ln2\lim_{x \to 1} \frac{\ln(2^x - 1)}{2 \ln 2 (x - 1)} = \lim_{x \to 1} \frac{\frac{2^x \ln 2}{2^x - 1}}{2 \ln 2}

    Подставляем x=1x = 1 в это выражение:

    • 2x=22^x = 2, а 2x1=12^x - 1 = 1.

    Таким образом, предел будет равен:

    ln22ln2=12\frac{\ln 2}{2 \ln 2} = \frac{1}{2}
  4. Ответ:

    Значение выражения log4(2x1)x1\frac{\log_4(2^x - 1)}{x - 1} при x1x \to 1 равно 12\frac{1}{2}.

Похожие вопросы

Математика 10.06.2025 14:41 20 Амангали Жанадил

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос