Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Полная версия Матиматика в вопросах и ответах.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
899.46 Кб
Скачать

 

1 lg5 1 lg5

lg5

1 lg5 1 lg5

lg5 1 lg5 lg5 1.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

lg10 lg5

 

 

 

1 lg5

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 1.

 

 

 

 

 

2 log

3 log

4 log2

 

Пример 9. Упростить выражение log2

3.

Решение. Получается

6

 

6

6

6

 

полный квадрат

log62 2 2log6 3 log6 2 log62 3

log6 2 log6 3 2

log6

6 2 1.

 

 

 

 

 

Ответ. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 10. Доказать тождество aloga b blogd a .

Решение. Приведем левую часть равенства к тому же виду, что и правая его часть:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a loga b blogb a loga b

blogb a

 

 

 

b logb a

что и требовалось доказать.

 

 

 

logb a

 

6.1.1. Задания для самостоятельного решения

 

 

 

Вычислить значения выражений:

 

1)

 

log

 

 

8 log

 

 

2 log

 

25

.

 

 

 

 

 

Ответ. 2;

 

5

5

5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

log35 7

 

 

 

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 1;

 

 

log5 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log516

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

 

 

2log

 

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. –2;

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

lg128

 

lg81

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. – 0,5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lg4

 

 

 

lg3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

 

21 log

 

 

3

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 14.

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Простейшие логарифмические уравнения и неравенства

Логарифмическими называются уравнения вида log a f x log a x ,

где a 0, a 1,и уравнения, сводящиеся к уравнениям указанного типа. Замена уравнения log a f x log a x на уравнение f x x называет-

ся потенцированием уравнения. При потенцировании потерять корни нельзя, а можно лишь приобрести посторонние, поэтому, если при решении уравнения пришлось его потенцировать, то в конце решения необходима проверка.

53

Замена уравнения f x x на уравнение log a f x log a x называ-

ется логарифмированием уравнения. Логарифмировать можно только положительные выражения.

Если проверка корней вызывает затруднение, то необходимо найти ОДЗ (область допустимых значений) уравнения и заменить его равносильной смешанной системой:

loga

f x loga

 

f x 0

 

x 0

x

 

или

 

 

 

f x x

f x x

Любое логарифмическое неравенство сводится в конечном счете к неравенству вида

log a f x log a x ,

где a 0, a 1, при решении, которого используются теоремы равносиль-

ности.

 

При a 1

При 0 a 1

loga

f x loga

f x x ,

loga

f x loga

f x x ,

x

x

f x 0.

 

 

x 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1. Решить уравнение 2log2 x log1 2 x 0 .

2

Решение. Приводим к одному основанию и приравниваем логарифмы log2 x2 log2 1 2 x log2 x2 log2 2 x .

Потенцируем x2 2 x x2 x 2 0. Корни уравнения x1 1 и x2 2 следует проверить, так как не находили ОДЗ. уравнения. После проверки

остается x 1.

 

 

 

 

 

 

Ответ. 1

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2. Решить уравнение log7 2x 5 2 .

 

 

 

Решение.

log7 2x 5 log7

49 2x 5 49 x 22. Корень подходит

при проверке.

 

 

 

 

 

 

Ответ. 22.

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3. Решить уравнение log5 log2 log7 x 0 .

Решение.

По свойствам

log2 log7 x 1 log7

x 2 x 72 . Корень

x 49 подходит при проверке.

 

 

 

Ответ. 49.

 

 

 

 

 

 

 

Пример 4. Решить уравнение log4 x 2 log1 x 2

1

.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

54

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

Приводим

 

 

 

 

 

логарифмы

к

 

 

одному

основанию

 

1

log2 x 2 log2 x 2

1

 

1

log2 x 2

1

log2 x 2 1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

x 2 2 1

x 2

,

x 2,5 подходит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 2,5.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 5. Найти сумму корней уравнения 2log42 x log4 x 1 0,

ОДЗ: x 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

При замене

 

 

 

 

log4 x t получаем

квадратное

уравнение

2t2 t 1 0

с корнями t

 

1

и t

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) log4 x

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) log4 x 1 x 4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Оба корня подходят. Их сумма равна 4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 4,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 6. Решить неравенство log5 12 3x 1 log5 3.

 

Решение.

Преобразуем

 

правую

 

часть

1 log5 3 log5 5 log5

3 log5 15.

Неравенство равносильно системе

 

12 3x 0,

 

 

x 4,

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. x 1;4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 3x 15

 

 

x 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 7. Найти сумму целых решений неравенства log1

2x lg1

x 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

2x 0,

Решение. Равносильная система x 2 0,

2x x 2

x 0,

x 2, 0 x 2 .

x 2

Целые решения x 1 и x 2 . Их сумма равна 3.

 

Ответ. 3.

 

 

 

 

 

 

 

Пример

8.

Найти

наименьшее

целое решение неравенства

lg2 x

 

2

 

0.

 

 

 

 

 

 

logx 10

 

 

 

 

 

 

 

x 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Найдем ОДЗ x 1,

x 0, x 1.

 

 

 

 

 

log

x

10 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перейдем

к основанию 10

и

обозначим

lg x t , тогда

lg2 x 2lg x 0 t2 2t 0, t t 2 0 t 0

или t 2. Для нахождения

55

 

x получим lg x 0 x 1 или lg x 2 x 100 . Учитывая ОДЗ, получим решение x 0;1 100; .

Пример 9. Найти наименьшее решение неравенства log 2 2x 3 0. Ре-

шение. Находим ОДЗ 2x 3 0 2x 3 0, x 1,5, так как основание

2 1, то 2x 3 1 1 2x 3 1 2 x 1. С учетом ОДЗ решением является x 2; 1,5 1,5; 1 . Наименьшим числом в решении является –2.

Ответ.– 2.

Пример. 10. Решить неравенство log2

x 3

 

1.

 

 

 

4 x

 

 

 

 

Решение. Решаем равносильную систему

нения

второго неравенства. Решим

 

x 3

2 0

3x 5

0 .

 

 

 

 

4 x

 

4 x

x 3

4 x 0, Достаточно выпол-x 3 2.

4 x

его методом интервалов.

 

x

5 4

3

Неравенство выполняется при 5 x 4 . 3

5

 

 

Ответ.

 

;4

.

3

 

 

 

6.2.1. Задания для самостоятельного решения

Пример 1. Найти сумму корней уравнения log3 x 2 log5 x 7 log3 x 2 .

Ответ. –1.

Пример 2. Решить уравнение. log1 2x 5 log7 6 log1 2 .

7

7

Ответ. 3,5.

Пример 3. Найти произведение корней уравнения 2log4 x log4 x 1 0.

Ответ. 4.

56

Пример 4.

Найти число корней уравнения log2

x 6

1

log

2 x .

 

Ответ. 1.

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 5.

Найти сумму целых решений неравенства

 

log1 2x 3 log1 3x 2 .

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

Ответ. 8.

Пример 6. Найти число целых решений неравенства log3 x 7 log3 5 x log1 3 x .

Ответ. 7.

 

 

 

3

 

 

 

 

Пример

7.

Найти наименьшее натуральное решение неравенства

log1

 

x 7

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

2x 5

 

 

 

 

 

 

5

 

Ответ. 8.

Пример 8. Найти наибольшее целое решение неравенства log0,3 x2 3x 12 log0,3 9 x

Ответ. 8

Пример 9. Найти сумму целых решений неравенства log22 x 3log2 x 2 0

Ответ. 9.

Пример 10. Решить неравенство log1

 

x 2

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

9

 

 

Ответ. x 5; 2 2;1 .

 

 

 

 

 

 

57