Рассмотрим неравенство:
[
\log{\frac{1}{6}}(10-x) + \log{\frac{1}{6}}(x-3) \geq -1
]
Сначала упростим выражение, используя свойство логарифмов:
[
\log{\frac{1}{6}}(10-x) + \log{\frac{1}{6}}(x-3) = \log_{\frac{1}{6}}((10-x)(x-3))
]
Теперь неравенство принимает вид:
[
\log_{\frac{1}{6}}((10-x)(x-3)) \geq -1
]
Для того чтобы убрать логарифм, выразим неравенство в показательной форме:
[
(10-x)(x-3) \leq (\frac{1}{6})^{-1}
]
Поскольку ((\frac{1}{6})^{-1} = 6), то неравенство становится:
[
(10-x)(x-3) \leq 6
]
Теперь раскроем скобки:
[
10x - 3x - x^2 + 30 \leq 6
]
Упростим выражение:
[
-x^2 + 7x + 30 \leq 6
]
Перенесем 6 влево:
[
-x^2 + 7x + 30 - 6 \leq 0
]
[
-x^2 + 7x + 24 \leq 0
]
Домножим на (-1) для удобства (не забывая при этом поменять знак неравенства):
[
x^2 - 7x - 24 \geq 0
]
Теперь решим квадратное уравнение (x^2 - 7x - 24 = 0) для нахождения корней:
Дискриминант (D) равен:
[
D = b^2 - 4ac = 7^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-24) = 49 + 96 = 145
]
Корни уравнения:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{7 \pm \sqrt{145}}{2}
]
Обозначим корни как (x_1) и (x_2). Неравенство (x^2 - 7x - 24 \geq 0) выполняется при (x \leq x_1) или (x \geq x_2).
Теперь вернемся к исходному выражению, чтобы определить область допустимых значений:
- (10-x > 0 \Rightarrow x < 10)
- (x-3 > 0 \Rightarrow x > 3)
Таким образом, область допустимых значений: (3 < x < 10).
Совместив это с решением квадратного неравенства, получаем:
(x \in (3, x_1] \cup [x_2, 10)), где (x_1 = \frac{7 - \sqrt{145}}{2}) и (x_2 = \frac{7 + \sqrt{145}}{2}).
Однако, так как (x_1) и (x_2) не являются целыми числами, и с учетом области допустимых значений, окончательный ответ будет числовым промежутком, на котором выполняется неравенство: (x \in (3, x_1]).