不等式 $(\frac{1}{4})^x + \frac{1}{2^x} - 6 > 0$ を解きます。

代数学不等式指数関数二次不等式指数不等式
2025/6/11

1. 問題の内容

不等式 (14)x+12x6>0(\frac{1}{4})^x + \frac{1}{2^x} - 6 > 0 を解きます。

2. 解き方の手順

まず、(14)x(\frac{1}{4})^x(22)x=22x=(2x)2(2^{-2})^x = 2^{-2x} = (2^{-x})^2 と書き換え、12x\frac{1}{2^x}2x2^{-x} と書き換えます。
すると不等式は (2x)2+2x6>0(2^{-x})^2 + 2^{-x} - 6 > 0 となります。
ここで、t=2xt = 2^{-x} とおくと、不等式は t2+t6>0t^2 + t - 6 > 0 となります。
この二次不等式を解きます。
t2+t6=(t+3)(t2)>0t^2 + t - 6 = (t+3)(t-2) > 0 より、t<3t < -3 または t>2t > 2 となります。
ここで、t=2x>0t = 2^{-x} > 0 であるから、t<3t < -3 は解として不適です。
したがって、t>2t > 2 より、2x>22^{-x} > 2 となります。
2x>212^{-x} > 2^1 より、指数関数は底が 1 より大きいので、x>1 -x > 1 となります。
両辺に -1 をかけると、x<1x < -1 となります。

3. 最終的な答え

x<1x < -1

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