Լոգարիթմական և էքսպոնենցիալ անհավասարությունների լուծում:
Բոլոր B7 խնդիրները, որոնք ես երբևէ տեսել եմ, ձևակերպվել են մոտավորապես նույն կերպ՝ լուծել հավասարումը: Այս դեպքում հավասարումները ինքնին պատկանում են երեք տեսակներից մեկին.
- Լոգարիթմական;
- Ինդիկատիվ;
- Իռացիոնալ.
Ընդհանուր առմամբ, յուրաքանչյուր տեսակի հավասարումների ամբողջական ուղեցույցը կպահանջի ավելի քան մեկ տասնյակ էջ, որը շատ դուրս կգա միասնական պետական քննության շրջանակներից: Ուստի մենք կդիտարկենք միայն պարզագույն պատճառաբանություններ և հաշվարկներ պահանջող ամենապարզ դեպքերը։ Այս գիտելիքները լիովին բավարար կլինեն ցանկացած B7 խնդիր լուծելու համար:
Մաթեմատիկայի մեջ «լուծել հավասարում» տերմինը նշանակում է գտնել տվյալ հավասարման բոլոր արմատների բազմությունը կամ ապացուցել, որ այդ բազմությունը դատարկ է: Բայց դուք կարող եք միայն թվեր մուտքագրել Պետական միասնական քննության ձևաթղթում` առանց հավաքածուների: Հետևաբար, եթե B7 առաջադրանքում մեկից ավելի արմատ կար (կամ, ընդհակառակը, ոչ մեկը), ապա լուծման մեջ սխալ է տեղի ունեցել:
Լոգարիթմական հավասարումներ
Լոգարիթմական հավասարումը ցանկացած հավասարում է, որը վերածվում է ձևի լոգարի ա զ(x) = կ, Որտեղ ա > 0, ա≠ 1 - լոգարիթմի հիմք, զ(x) կամայական ֆունկցիա է, կ- որոշակի հաստատուն:
Այս հավասարումը լուծվում է k հաստատունը լոգարիթմի նշանի տակ ներմուծելով. կ=log ա ա կ. Նոր լոգարիթմի հիմքը հավասար է սկզբնականի հիմքին։ Մենք ստանում ենք հավասարումների մատյան ա զ(x) = գերան ա ա կ, որը լուծվում է լոգարիթմը գցելով։
Նշենք, որ պայմանով ա> 0, հետևաբար զ(x) = ա կ> 0, այսինքն. սկզբնական լոգարիթմը գոյություն ունի:
Առաջադրանք. Լուծե՛ք հավասարումը log 7 (8 − x) = 2.
Լուծում. մատյան 7 (8 − x) = 2 ⇔ log 7 (8 − x) = log 7 7 2 ⇔ 8 − x = 49 ⇔ x = −41.
Առաջադրանք. Լուծե՛ք հավասարումը log 0,5 (6 − x) = −2.
Լուծում. լոգ 0,5 (6 − x) = −2 ⇔ log 0,5 (6 − x) = log 0,5 0,5 −2 ⇔ 6 − x = 4 ⇔ x = 2.
Բայց ինչ անել, եթե սկզբնական հավասարումը պարզվի, որ ավելի բարդ է, քան ստանդարտ մատյանը ա զ(x) = կ? Այնուհետև մենք նվազեցնում ենք այն ստանդարտին, հավաքելով բոլոր լոգարիթմները մի կողմից, իսկ թվերը՝ մյուս կողմից:
Եթե սկզբնական հավասարման մեջ կա մեկից ավելի լոգարիթմ, դուք պետք է փնտրեք լոգարիթմի տակ գտնվող յուրաքանչյուր ֆունկցիայի թույլատրելի արժեքների (ADV) միջակայքը: Հակառակ դեպքում, լրացուցիչ արմատներ կարող են հայտնվել:
Առաջադրանք. Լուծեք հավասարումը. log 5 ( x+ 1) + մատյան 5 ( x + 5) = 1.
Քանի որ հավասարման մեջ կա երկու լոգարիթմ, մենք գտնում ենք ODZ.
- x + 1 > 0 ⇔ x > −1
- x + 5 > 0 ⇔ x > −5
Մենք գտնում ենք, որ ODZ-ը միջակայքն է (−1, +∞): Այժմ լուծում ենք հավասարումը.
մատյան 5 ( x+ 1) + մատյան 5 ( x+ 5) = 1 ⇒ մատյան 5 ( x + 1)(x+ 5) = 1 ⇔ մատյան 5 ( x + 1)(x+ 5) = մատյան 5 5 1 ⇔ ( x + 1)(x + 5) = 5 ⇔ x 2 + 6x + 5 = 5 ⇔ x (x + 6) = 0 ⇔ x 1 = 0, x 2 = −6.
Բայց x 2 = -6-ը չի համապատասխանում DL-ին: Մնում է արմատը x 1 = 0.
Էքսպոնենցիալ հավասարումներ
Էքսպոնենցիալ հավասարումը ցանկացած հավասարում է, որը վերածվում է ձևի ա զ(x) = կ, Որտեղ ա > 0, ա≠ 1 - աստիճանի հիմք, զ(x) կամայական ֆունկցիա է, կ- որոշակի հաստատուն:
Այս սահմանումը գրեթե բառացի կրկնում է սահմանումը լոգարիթմական հավասարում. Էքսպոնենցիալ հավասարումները նույնիսկ ավելի հեշտ են լուծել, քան լոգարիթմականները, քանի որ այստեղ գործառույթը չի պահանջվում. զ(x) դրական էր։
Դա լուծելու համար մենք կկատարենք փոխարինում կ = ա տ, Որտեղ տ- ընդհանուր առմամբ, լոգարիթմը ( տ=log ա կ), բայց միասնական պետական քննությունում թվերը աԵվ կկընտրվի այնպես, որ դուք գտնեք տհեշտ կլինի։ Ստացված հավասարման մեջ ա զ(x) = ա տհիմքերը հավասար են, ինչը նշանակում է, որ ցուցանիշները հավասար են, այսինքն. զ(x) = տ. Վերջին հավասարումը լուծելը սովորաբար խնդիրներ չի առաջացնում։
Առաջադրանք. Լուծեք հավասարումը: 7 x − 2 = 49.
Լուծում. 7 x − 2 = 49 ⇔ 7 x − 2 = 7 2 ⇔ x − 2 = 2 ⇔ x = 4.
Առաջադրանք. Լուծե՛ք հավասարումը` 6 16 − x = 1/36.
Լուծում. 6 16 − x = 1/36 ⇔ 6 16 − x = 6 −2 ⇔ 16 − x = −2 ⇔ x = 18.
Մի քիչ էքսպոնենցիալ հավասարումների փոխակերպման մասին: Եթե սկզբնական հավասարումը տարբերվում է ա զ(x) = k , մենք կիրառում ենք աստիճանների հետ աշխատելու կանոնները.
- ա n · ա մ = ա n + մ ,
- ա n / ա մ = ա n − մ ,
- (ա n) մ = ա n · մ .
Բացի այդ, դուք պետք է իմանաք արմատները և կոտորակները ռացիոնալ ցուցիչով ուժերով փոխարինելու կանոնները.
Նման հավասարումները չափազանց հազվադեպ են պետական միասնական քննության ժամանակ, բայց առանց դրանց B7 խնդրի վերլուծությունը թերի կլիներ:
Առաջադրանք. Լուծե՛ք հավասարումը (5/7) x− 2 · (7/5) 2 x − 1 = 125/343
Ուշադրություն դարձրեք, որ.
- (7/5) 2x − 1 = ((5/7) −1) 2x − 1 = (5/7) 1 − 2x ,
- 125/343 = (5 3) /(7 3) = (5/7) 3 .
Մենք ունենք՝ (5/7) x− 2 · (7/5) 2 x − 1 = 125/343 ⇔ (5/7) x− 2 · (5/7) 1 − 2 x = (5/7) 3 ⇔ (5/7) x − 2 + 1 − 2x = (5/7) 3 ⇔ (5/7) −x − 1 = (5/7) 3 ⇔ −x − 1 = 3 ⇔ x = −4.
Իռացիոնալ հավասարումներ
Իռացիոնալ ասելով հասկանում ենք արմատային նշան պարունակող ցանկացած հավասարում։ Իռացիոնալ հավասարումների ամբողջ բազմազանությունից մենք կքննարկենք միայն ամենապարզ դեպքը, երբ հավասարումը ունի ձևը.
Այս հավասարումը լուծելու համար մենք երկու կողմերն էլ քառակուսի ենք դնում: Մենք ստանում ենք հավասարումը զ(x) = ա 2. Այս դեպքում ODZ-ի պահանջը ավտոմատ կերպով կատարվում է. զ(x) ≥ 0, քանի որ ա 2 ≥ 0. Մնում է լուծել պարզ հավասարումը զ(x) = ա 2 .
Առաջադրանք. Լուծե՛ք հավասարումը.
Երկու կողմերն էլ քառակուսի ենք դնում և ստանում՝ 5 x − 6 = 8 2 ⇔ 5x − 6 = 64 ⇔ 5x = 70 ⇔ x = 14.
Առաջադրանք. Լուծե՛ք հավասարումը.
Նախ, ինչպես նախորդ անգամ, մենք երկու կողմերն էլ քառակուսի ենք դնում: Եվ հետո համարիչին ավելացրեք մինուս նշան: Մենք ունենք:
Նշենք, որ երբ x= −4 արմատի տակ կլինի դրական թիվ, այսինքն. ODZ-ի պահանջը բավարարվել է.
Իռացիոնալ անհավասարություններ
Իռացիոնալ անհավասարությունը անհավասարություն է, որի դեպքում անհայտ մեծությունները գտնվում են արմատական նշանի տակ: Նման անհավասարությունների լուծումը սովորաբար բաղկացած է որոշ փոխակերպումների օգնությամբ դրանք փոխարինել համարժեք ռացիոնալ հավասարումներով, անհավասարություններով կամ հավասարումների և անհավասարությունների համակարգերով (հաճախ խառը համակարգեր, այսինքն՝ նրանք, որոնք ներառում են և՛ հավասարումներ, և՛ անհավասարություններ), և հետագայում լուծումը կարող է հետևել հետևյալին. վերը նշված քայլերը: Այս փոխակերպումները, բացի փոփոխականների փոխարինումից (նոր փոփոխականների ներմուծում) և ֆակտորիզացիայից, նույն աստիճանի են բարձրացնում նաև անհավասարության երկու մասերը։ Այնուամենայնիվ, անհրաժեշտ է վերահսկել մի անհավասարությունից մյուսին անցումների համարժեքությունը: Երբ անհավասարության արմատները անմտածված կերպով արտահայտվում են, կարող են կորցնել և ձեռք բերել: Օրինակ՝ ճիշտ անհավասարության քառակուսում -1<2, мы получим верное неравенство 1<4; из верного неравенства -5<2 получается уже неверное неравенство 25<4;из неверного неравенства 1<-2 получим верное неравенство 1<4; наконец, из неверного неравенства 5<2 получим неверное неравенство 25<4. Вы видите, что возможны все комбинации верных и неверных неравенств!
Այնուամենայնիվ, այստեղ օգտագործված հիմնական պնդումը ճշմարիտ է. եթե անհավասարության երկու կողմերն էլ ոչ բացասական են, ապա այն համարժեք է այն անհավասարությանը, որը ստացվում է դրանից տերմին առ տերմին աստիճանավորմամբ։
Անհավասարություններն այս կերպ լուծելիս պետք է զգույշ լինել, որպեսզի ավելորդ լուծումներ չստանաք։ Հետևաբար, հնարավորության դեպքում օգտակար է գտնել անհավասարության սահմանման տիրույթը, ինչպես նաև լուծումների հնարավոր արժեքների շրջանակը:
Էքսպոնենցիալ և լոգարիթմական անհավասարություններ
Լուծելով էքսպոնենցիալ և լոգարիթմական անհավասարություններնախորդում է համապատասխան գործառույթների հատկությունների ուսումնասիրությունը. էքսպոնենցիալ և լոգարիթմական արտահայտությունների փոխակերպման բազմաթիվ առաջադրանքներ կատարելը. լոգարիթմներ և փոփոխականներ պարունակող հավասարումների լուծում ցուցիչներով. Լուծելով ամենապարզ անհավասարությունները, որոնք դիտարկվում են
որտեղ նշանակում է անհավասարություններից մեկը<,>,.
Փաստն այն է, որ սովորաբար այս թեման ներկայացվում է որպես բոլորովին նոր՝ հիմնվելով միայն այդ ֆունկցիաների նախկինում ուսումնասիրված հատկությունների վրա։ Ցանկալի է, իմ կարծիքով, դա կապել ընդհանրապես անհավասարությունների լուծման հետ (այսինքն արդեն հայտնի ալգորիթմի հետ): Հարկ է նշել, որ միջակայքի մեթոդը չի կարող ուղղակիորեն օգտագործվել: Բայց տարբեր էքսպոնենցիալ և լոգարիթմական անհավասարությունների լուծումը կատարվում է հետևյալ կանոնների հիման վրա.
Եթե a>1, ապա
Եթե 0
Եթե a>1, ապա