与えられた不等式 $4^{2x+1} - 4^x - 3 \geq 0$ を解く問題です。

代数学指数不等式二次不等式置換不等式
2025/7/9

1. 問題の内容

与えられた不等式 42x+14x304^{2x+1} - 4^x - 3 \geq 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、42x+14^{2x+1}442x4 \cdot 4^{2x} と変形します。
42x=(4x)24^{2x} = (4^x)^2 であることを利用して、4x=t4^x = t と置換します。
ただし、t>0t > 0 であることに注意します。
すると、不等式は 4t2t304t^2 - t - 3 \geq 0 となります。
この2次不等式を解きます。
4t2t3=(4t+3)(t1)4t^2 - t - 3 = (4t+3)(t-1) より、
(4t+3)(t1)0(4t+3)(t-1) \geq 0 となります。
t>0t > 0 より、4t+3>04t+3 > 0 なので、t10t-1 \geq 0 であればよいです。
したがって、t1t \geq 1 となります。
t=4xt = 4^x だったので、4x14^x \geq 1 です。
1=401 = 4^0 なので、4x404^x \geq 4^0 となります。
4411 より大きいので、x0x \geq 0 が得られます。

3. 最終的な答え

x0x \geq 0

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