Question Number 165178 by cortano1 last updated on 27/Jan/22
$$\:\:{x}\in{R}\:\Rightarrow\:\mid\:\mathrm{log}\:_{\mathrm{2}} \left(\frac{{x}}{\mathrm{2}}\right)\mid^{\mathrm{3}} +\mid\mathrm{log}\:_{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}{x}\right)\mid^{\mathrm{3}} =\mathrm{28} \\ $$
Answered by aleks041103 last updated on 27/Jan/22
$${log}_{\mathrm{2}} \left({x}/\mathrm{2}\right)={log}_{\mathrm{2}} {x}−\mathrm{1} \\ $$$${log}_{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}{x}\right)={log}_{\mathrm{2}} {x}+\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow{let}\:{t}={log}_{\mathrm{2}} {x} \\ $$$$\mid{t}+\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} +\mid{t}−\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} =\mathrm{28}={f}\left({t}\right) \\ $$$${f}\left(−{t}\right)=\mid\mathrm{1}−{t}\mid^{\mathrm{3}} +\mid−{t}−\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} = \\ $$$$=\mid{t}+\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} +\mid{t}−\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} ={f}\left({t}\right) \\ $$$${f}\left({t}\right)\:{is}\:{even} \\ $$$$ \\ $$$$\left.\mathrm{1}\right){t}\leqslant−\mathrm{1}: \\ $$$$\mid{t}+\mathrm{1}\mid=−{t}−\mathrm{1} \\ $$$$\mid{t}−\mathrm{1}\mid=\mathrm{1}−{t} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{1}−{t}\right)^{\mathrm{3}} −\left(\mathrm{1}+{t}\right)^{\mathrm{3}} =\mathrm{28} \\ $$$$−\mathrm{2}{t}\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}{t}+{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}+\mathrm{2}{t}+{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}−{t}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{28} \\ $$$$−\mathrm{2}{t}\left(\mathrm{3}+{t}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{28} \\ $$$$−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{3}} −\mathrm{6}{t}=\mathrm{28} \\ $$$${p}\left({t}\right)={t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{3}{t}+\mathrm{14}=\mathrm{0} \\ $$$${p}'\left({t}\right)=\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}>\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow{p}\left({t}\right)\:{is}\:{strictly}\:{increasing} \\ $$$$\Rightarrow\:{has}\:{at}\:{most}\:\mathrm{1}\:{root}. \\ $$$${by}\:{obs}.\:{t}=−\mathrm{2}\:{is}\:{a}\:{sol}.\:{and}\:{also}\:{t}=−\mathrm{2}\leqslant−\mathrm{1}.\checkmark \\ $$$$ \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right)\mathrm{0}\geqslant{t}\geqslant−\mathrm{1}: \\ $$$$\mid{t}+\mathrm{1}\mid={t}+\mathrm{1} \\ $$$$\mid{t}−\mathrm{1}\mid=\mathrm{1}−{t} \\ $$$$\left(\mathrm{1}+{t}\right)^{\mathrm{3}} +\left(\mathrm{1}−{t}\right)^{\mathrm{3}} =\mathrm{28} \\ $$$$\mathrm{2}\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}{t}+{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}−\mathrm{2}{t}+{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{28} \\ $$$$\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{13}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow{t}=\pm\sqrt{\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{3}}}\notin\left[−\mathrm{1},\mathrm{0}\right] \\ $$$$\Rightarrow\:{no}\:{sol}.\:{in}\:\left[−\mathrm{1},\mathrm{0}\right]. \\ $$$$ \\ $$$${f}\left({t}\right)\:{is}\:{even}\:\Rightarrow\:{all}\:{sols}.\:{are}\:{t}=\pm\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow{log}_{\mathrm{2}} {x}=\pm\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow{x}=\mathrm{2}^{\pm\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow{x}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:{and}\:{x}=\mathrm{4} \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 27/Jan/22
$${x}=\mathrm{2}^{{t}} \\ $$$$\mid{t}−\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} +\mid{t}+\mathrm{1}\mid^{\mathrm{3}} =\mathrm{28} \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right)\:{t}\leqslant−\mathrm{1} \\ $$$$\:\:\:\:\:{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{3}{t}+\mathrm{14}=\mathrm{0}\:\Rightarrow\:{t}=−\mathrm{2} \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)\:−\mathrm{1}<{t}\leqslant\mathrm{1} \\ $$$$\:\:\:\:\:{t}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{3}}=\mathrm{0}\:\Rightarrow\:\mathrm{no}\:\mathrm{solution} \\ $$$$\left(\mathrm{3}\right)\:\mathrm{1}<{t} \\ $$$$\:\:\:\:\:{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{3}{t}−\mathrm{14}=\mathrm{0}\:\Rightarrow\:{t}=\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$${x}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\vee{x}=\mathrm{4} \\ $$