Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические уравнения и неравенства

Логарифмическим уравнениям и неравенствам в вариантах ЕГЭ по математике посвящена задача C3. Научиться решать задания C3 из ЕГЭ по математике должен каждый ученик, если он хочет сдать предстоящий экзамен на «хорошо» или «отлично». В данной статье представлен краткий обзор часто встречающихся логарифмических уравнений и неравенств, а также основных методов их решения.

Итак, разберем сегодня несколько примеров логарифмических уравнений и неравенств, которые предлагались учащимся в вариантах ЕГЭ по математике прошлых лет. Но начнет с краткого изложение основных теоретических моментов, которые нам понадобятся для их решения.

Содержание
  1. Логарифмическая функция
  2. Определение
  3. Основные свойства
  4. Решение логарифмических уравнений и неравенств
  5. Как решать логарифмические уравнения подробный разбор примеров
  6. Сложение и вычитание логарифмов.
  7. Что такое логарифм и как его посчитать
  8. Два очевидных следствия определения логарифма
  9. Свойства логарифмов
  10. Степень можно выносить за знак логарифма
  11. Логарифм произведения и логарифм частного
  12. Формула перехода к новому основанию
  13. Сумма логарифмов. Разница логарифмов
  14. Логарифмический ноль и логарифмическая единица
  15. Как решать уравнения с логарифмами: 2 способа с примерами
  16. Сравнение логарифмов
  17. Пример Найдите корень уравнения.
  18. Логарифмы со специальным обозначением
  19. Десятичный логарифм
  20. Натуральный логарифм
  21. Пример решения логарифмического уравнения с разными основаниями
  22. Пример решения логарифмического уравнения с переменными основаниями
  23. Использование свойств логарифмов при решении логарифмических уравнений и неравенств
  24. Логарифмические уравнения

Видео:Логарифмы с нуля за 20 МИНУТ! Introduction to logarithms.Скачать

Логарифмы с нуля за 20 МИНУТ! Introduction to logarithms.

Логарифмическая функция

Определение

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0,, ane 1 ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

называют логарифмической функцией.

Основные свойства

Основные свойства логарифмической функции y = loga x:


a > 10 Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0,, b>0,, c>0,, ane 1. ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

• Логарифм частного двух положительных чисел равен разности логарифмов этих чисел:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0,, b>0,, c>0,, ane 1. ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

• Если a и b — положительные числа, причем a ≠ 1, то для любого числа r справедливо равенство:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0,, b>0,, ane 1. ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

• Если a, b, c — положительные числа, причем a и c отличны от единицы, то имеет место равенство (формула перехода к новому основанию логарифма):

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0,, b>0,, c>0,, ane 1,, cne 1. ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Видео:✓ Как решать логарифмические уравнения и неравенства, не помня свойства логарифмов | Борис ТрушинСкачать

✓ Как решать логарифмические уравнения и неравенства, не помня свойства логарифмов | Борис Трушин

Решение логарифмических уравнений и неравенств

Пример 1. Решите уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. В область допустимых значений входят только те x, при которых выражение, находящееся под знаком логарифма, больше нуля. Эти значения определяются следующей системой неравенств:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ 8+5x > 0 end Leftrightarrow begin x^2 > 6, \ x>-1,6. end Leftrightarrow ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

С учетом того, что

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений-sqrt, ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

получаем промежуток, определяющий область допустимых значений данного логарифмического уравнения:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

На основании теоремы 1, все условия которой здесь выполнены, переходим к следующему равносильному квадратичному уравнению:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

В область допустимых значений входит только первый корень.

Ответ: x = 7.

Пример 2. Решите уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Область допустимых значений уравнения определяется системой неравенств:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ -x-31>0 endLeftrightarrow begin -1

Очевидно, что эти два условия противоречат друг другу. То есть нет ни одного такого значения x, при котором одновременно выполнялись бы оба неравенства. Область допустимых значений уравнения является пустым множеством, а значит решений у данного логарифмического уравнения нет.

Ответ: корней нет.

Обратите внимание, что в этом задании нам вообще не пришлось искать корни уравнения. Достаточно оказалось определить, что его область допустимых значений не содержит ни одного действительно числа. Это одно из преимуществ такой последовательности решения логарифмических уравнений и неравенств (начинать с определения области допустимых значений уравнения, а затем решать его путем равносильных преобразований).

Примет 3. Решите уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Область допустимых значений уравнения определяется здесь легко: x > 0.

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Уравнение принимает вид:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Оба ответа входят в область допустимых значений уравнения, поскольку являются положительными числами.

Пример 4. Решите уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Вновь начнем решение с определения области допустимых значений уравнения. Она определяется следующей системой неравенств:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ x+3>0, \ 1-x>0 endLeftrightarrow begin x>-2, \ x>-3, \ x

Воспользовавшись правилом сложения логарифмов, переходим к равносильному в области допустимых значений уравнению:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Основания логарифмов одинаковы, поэтому в области допустимых значений можно перейти к следующему квадратному уравнению:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Первый корень не входит в область допустимых значений уравнения, второй — входит.

Ответ: x = -1.

Пример 5. Решите уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Будем искать решения в промежутке x > 0, x≠1. Преобразуем уравнение к равносильному:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Оба ответа входят в область допустимых значений уравнения.

Пример 6. Решите уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Система неравенств, определяющая область допустимых значений уравнения, имеет на этот раз вид:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ x>0, \ xne 1 endLeftrightarrow x>0,, xne 1. ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Используя свойства логарифма, преобразуем уравнение к равносильному в области допустимых значений уравнению:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Используя формулу перехода к новому основанию логарифма, получаем:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

В область допустимых значений входит только один ответ: x = 4.

Перейдем теперь к логарифмическим неравенствам. Это как раз то, с чем вам придется иметь дело на ЕГЭ по математике. Для решения дальнейших примеров нам потребуется следующая теорема:

Теорема 2. Если f(x) > 0 и g(x) > 0, то:
при a > 1 логарифмическое неравенство log a f(x) > log a g(x) равносильно неравенству того же смысла: f(x) > g(x);
при 0 log a g(x) равносильно неравенству противоположного смысла: f(x) Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Начнем с определения области допустимых значений неравенства. Выражение, стоящее под знаком логарифмической функции, должно принимать только положительные значения. Это значит, что искомая область допустимых значений определяется следующей системой неравенств:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ x+4>0 endLeftrightarrow begin xin(-mathcal;-3)cup(2;+mathcal), \ x>-4 end ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Так как в основании логарифма стоит число, меньшее единицы, соответствующая логарифмическая функция будет убывающей, а потому равносильным по теореме 2 будет переход к следующему квадратичному неравенству:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Окончательно, с учетом области допустимых значений получаем ответ:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Пример 8. Решите неравенство:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Вновь начнем с определения области допустимых значений:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ frac<(x-9)^>>0 endLeftrightarrow xin(-mathcal;3)cup(9;+mathcal). ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

На множестве допустимых значений неравенства проводим равносильные преобразования:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

После сокращения и перехода к равносильному по теореме 2 неравенству получаем:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

С учетом области допустимых значений получаем окончательный ответ:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Пример 9. Решите логарифмическое неравенство:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение. Область допустимых значений неравенства определяется следующей системой:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ x+1ne 1,\ x(x+1)(x+2)>0 endLeftrightarrow xin (0;+mathcal). ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Видно, что в области допустимых значений выражение, стоящее в основании логарифма, всегда больше единицы, а потому равносильным по теореме 2 будет переход к следующему неравенству:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

С учетом области допустимых значений получаем окончательный ответ:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Пример 10. Решите неравенство:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Решение.

Область допустимых значений неравенства определяется системой неравенств:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0, \ x^2>0, \ x^2ne 1 endLeftrightarrow xin(-mathcal;-1)cup(-1;0)cup(4;+mathcal). ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

I способ. Воспользуемся формулой перехода к новому основанию логарифма и перейдем к равносильному в области допустимых значений неравенству:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Неравенство будет равносильно двум системам. Первой:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Итак, окончательный ответ:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

II способ. Решаем методом интервалов. Преобразуем неравенство к виду:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Вычтем из знаменателя Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЭто ничего не изменит, поскольку Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

С учетом того, что выражения Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийи Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений— одного знака при Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений0,» title=»Rendered by QuickLaTeX.com» height=»18″ width=»74″ style=»vertical-align: -4px;»/> в области допустимых значений имеет место следующий равносильный переход:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Множество решений данного неравенства

Итак, Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийа с учетом области допустимых значений получаем тот же результат: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Итак, что нужно для того, чтобы решать логарифмические уравнения и неравенства?

  • Во-первых, внимание. Не допускайте ошибок в проводимых преобразованиях. Следите за тем, чтобы каждое ваше действие не расширяло и не сужало область допустимых значений неравенства, то есть не приводило ни к потере, ни к приобретению посторонних решений.
  • Во-вторых, умение мыслить логически. Составители ЕГЭ по математике заданиями C3 проверяют умение учащихся оперировать такими понятиями, как система неравенств (пересечение множеств), совокупность неравенств (объедение множеств), осуществлять отбор решений неравенства, руководствуясь его областью допустимых значений.
  • В-третьих, четкое знание свойств всех элементарных функций (степенных, рациональных, показательных, логарифмических, тригонометрических), изучаемых в школьном курсе математики и понимание их смысла.

Главное же требование — это настойчивость в достижении своей цели. Учитесь, тренируйтесь, если нужно — ежедневно, изучайте и запоминайте на примерах основные способы решения неравенств и их систем, анализируйте возникающие ошибки и не допускайте их в будущем. За помощью в этом нелегком деле вы можете обратиться к своему школьному учителю по математике, репетитору, родителям, друзьям и знакомым, книгам, а также огромному количеству материалов, доступных на просторах Интернета. Желаю вам успехов в подготовке к Единому государственному экзамену по математике.

Видео:Логарифмическая функция, ее свойства и график. 11 класс.Скачать

Логарифмическая функция, ее свойства и график. 11 класс.

Как решать логарифмические уравнения подробный разбор примеров

Видео:Проще простого! Как решить Логарифмическое Уравнение?Скачать

Проще простого! Как решить Логарифмическое Уравнение?

Сложение и вычитание логарифмов.

Возьмем два логарифма с одинаковыми основаниями: loga x и loga y. Тогда сними возможно выполнять операции сложения и вычитания:

Как видим, сумма логарифмов равняется логарифму произведения, а разность логарифмов – логарифму частного. Причем это верно если числа а, х и у положительны и а ≠ 1.

Важно обращать внимание, что основным аспектом в данных формулах выступают одни и те же основания. Если основания отличаются друг от друга, эти правила не применимы!

Правила сложения и вычитания логарифмов с одинаковыми основаниями читаются не только с лева на право, но и на оборот. В результате мы имеем теоремы логарифма произведения и логарифма частного.

Логарифм произведения двух положительных чисел равен сумме их логарифмов; перефразируя данную теорему получим следующее, если числа а, x и у положительны и а ≠ 1, то:

Логарифм частного двух положительных чисел равен разности логарифмов делимого и делителя. Говоря по другому, если числа а, х и у положительны и а ≠ 1, то:

Применим вышеизложенные теоремы для решения примеров:

Если числа x и у отрицательны, то формула логарифма произведения становится бессмысленной. Так, запрещено писать:

так как выражения log2(-8) и log2(-4) вообще не определены (логарифмическая функция у = log2х определена лишь для положительных значений аргументах).

Теорема произведения применима не только для двух, но и для неограниченного числа сомножителей. Это означает, что для всякого натурального k и любых положительных чисел x1, x2, . . . ,xn существует тождество :

Из теоремы логарифма частного можно получить еще одно свойство логарифма. Общеизвестно, что loga1= 0, следовательно,

А значит имеет место равенство:

Логарифмы двух взаимно обратных чисел по одному и тому же основанию будут различны друг от друга исключительно знаком. Так:

Видео:84 людей этого не знают! Секретный способ решения Логарифмических УравненийСкачать

84 людей этого не знают! Секретный способ решения Логарифмических Уравнений

Что такое логарифм и как его посчитать

Логарифм имеет следующий вид:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийгде a – это основание логарифма,

b – это аргумент логарифма

Чтобы узнать значение логарифма приравняем его к X. Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийи преобразовываем в Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийи преобразовываем в Запомните, что именно основание (оно выделено красным) возводится в степень.

Чтобы было легче, можно запоминать так – основание всегда остается внизу (и в первом, и во втором выражении a внизу)!

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Чтобы вычислить данный логарифм, необходимо приравнять его к X и воспользоваться правилом, описанным выше:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийА в какую степень нужно возвести 2, чтобы получилось 8? Конечно же в третью степень, таким образом:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЕще раз обращаю ваше внимание, что основание (в нашем случае это – 2) всегда находится внизу и именно оно возводится в степень.

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Видео:Решение логарифмических уравнений. Вебинар | МатематикаСкачать

Решение логарифмических уравнений. Вебинар | Математика

Два очевидных следствия определения логарифма

log a 1 = 0 ( a > 0, a ≠ 1 )

Действительно, при возведении числа a в первую степень мы получим то же самое число, а при возведении в нулевую степень – единицу.

Видео:11 класс, 17 урок, Логарифмические уравненияСкачать

11 класс, 17 урок, Логарифмические уравнения

Свойства логарифмов

Перечисленные ниже свойства логарифмов вытекают из основного логарифмического тождества:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

( основное свойство логарифмов ),

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

( основное свойство логарифмов ),

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Проверь удачу, набери 60+

Математика – это систематицация и результат, а общественные науки и история – процесс осмысления результата.

Видео:11 класс, 18 урок, Логарифмические неравенстваСкачать

11 класс, 18 урок, Логарифмические неравенства

Пример Найдите корень уравнения.

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Используя определение логарифма, получим:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Проверим: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Ответ: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений.

Таким образом, теперь вы можете составить четкую инструкцию, как решать логарифмические уравнения. Она заключается в следующих шагах:

  1. Сделать справа и слева от знака равенства (=) логарифмы по одному основанию, избавившись от коэффициентов перед логарифмами, используя свойства логарифмов.
  2. Избавляемся от логарифмов, используя правило потенцирования. Остаются только числа, которые были под знаком логарифма.
  3. Решаем получившееся обычное уравнение — как найти корень уравнения смотрите здесь .
  4. Делаем проверку
  5. Записываем ответ.

Видео:Логарифмические уравнения 🥷🏿Скачать

Логарифмические уравнения 🥷🏿

Логарифмы со специальным обозначением

Для некоторых логарифмов в математике введены специальные обозначения. Это связано с тем, что такие логарифмы встречаются особенно часто. К таким логарифмам относятся десятичный логарифм и натуральный логарифм. Для этих логарифмов справедливы все правила, что и для обычных логарифмов.

Десятичный логарифм

Десятичный логарифм обозначается lg и имеет основание 10, т.е.

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЧтобы вычислить десятичный логарифм, нужно 10 возвести в степень X.

Например, вычислим lg100Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Натуральный логарифм

Натуральный логарифм обозначается ln и имеет основание e, то есть

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Чтобы вычислить данный логарифм нужно число е возвести в степень x. Некоторые из вас спросят, что это за число такое е? Число е – это иррациональное число, т.е. точное его значение вычислить невозможно. е = 2,718281…

Сейчас не будем подробно разбирать, зачем это число нужно, просто запомним, что

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

И вычислить его можно таким образом:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Видео:Логарифмическая функция, ее свойства и графикСкачать

Логарифмическая функция, ее свойства и график

Пример решения логарифмического уравнения с разными основаниями

Выше мы решали логарифмические уравнения, в которых участвовали логарифмы с одинаковыми основаниями. А что же делать, если основания у логарифмов разные? Например,

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПравильно, нужно привести логарифмы в правой и левой части к одному основанию!

Итак, разберем наш пример:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПреобразуем правую часть нашего уравнения:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Мы знаем, что 1/3 = 3 -1 . Еще мы знаем свойство логарифма, а именно вынесение показателя степени из логарифма: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПрименяем эти знания и получаем: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийНо пока у нас есть знак «-» перед логарифмом в правой части уравнения, зачеркивать мы их не имеем права. Необходимо внести знак «-» в логарифмическое выражение. Для этого воспользуемся еще одним свойством логарифма: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийНо пока у нас есть знак «-» перед логарифмом в правой части уравнения, зачеркивать мы их не имеем права. Необходимо внести знак «-» в логарифмическое выражение. Для этого воспользуемся еще одним свойством логарифма:

Тогда получим: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВот теперь в правой и левой части уравнения у нас стоят логарифмы с одинаковыми основаниями и мы можем их зачеркнуть: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийДелаем проверку: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийДелаем проверку: Если мы преобразуем правую часть, воспользовавшись свойствами логарифма, то получим:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВерно, следовательно, х = 4 является корнем уравнения.

Видео:Логарифмы в ЕГЭ⚡️что получилось?!Скачать

Логарифмы в ЕГЭ⚡️что получилось?!

Пример решения логарифмического уравнения с переменными основаниями

Выше мы разобрали примеры решения логарифмических уравнений, основания которых были постоянными, т.е. определенным значением – 2, 3, ½ … Но в основании логарифма может содержаться Х, тогда такое основание будет называться переменным. Например, logx+1(х 2 +5х-5) = 2. Мы видим, что основание логарифма в данном уравнении – х+1. Как же решать уравнение такого вида? Решать мы его будем по тому же принципу, что и предыдущие. Т.е. мы будем преобразовывать наше уравнение таким образом, чтобы слева и справа были логарифмы с одинаковым основанием. Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПреобразуем правую часть уравнения: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПреобразуем правую часть уравнения: Теперь логарифм в правой части уравнения имеет такое же основание, как и логарифм в левой части: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь мы можем зачеркнуть логарифмы: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь мы можем зачеркнуть логарифмы: Но данное уравнение неравносильно исходному уравнению, так как не учтена область определения. Запишем все требования, относящиеся к логарифму:

1. Аргумент логарифма должен быть больше ноля, следовательно:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

2. Основание логарифма должно быть больше 0 и не должно равняться единице, следовательно:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Сведем все требования в систему:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Данную систему требований мы можем упростить. Смотрите х 2 +5х-5 больше ноля, при этом оно приравнивается к (х + 1) 2 , которую в свою очередь так же больше ноля. Следовательно, требование х 2 +5х-5 > 0 выполняется автоматически и мы можем его не решать. Тогда наша система будет сведена к следующему: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПерепишем нашу систему: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПерепишем нашу систему: Следовательно, наша система примет следующий вид: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь решаем наше уравнение: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь решаем наше уравнение: Справа у нас квадрат суммы:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийДанный корень удовлетворяет наши требования, так как 2 больше -1 и не равно 0. Следовательно, х = 2 – корень нашего уравнения.

Для полной уверенности можем выполнить проверку, подставим х = 2 в исходное уравнение:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Т.к. 3 2 =9, то последнее выражение верно.

Видео:Логарифмические уравнения и их системы. Практическая часть. 11 класс.Скачать

Логарифмические уравнения и их системы. Практическая часть. 11 класс.

Использование свойств логарифмов при решении логарифмических уравнений и неравенств

Для того, чтобы не ошибаться при решении логарифмических уравнений и неравенств, свойства логарифмов, перечисленные в предыдущем разделе, следует применять внимательно и аккуратно.

Например, если при решении уравнения или неравенства требуется преобразовать выражение

Видео:Алгебра 10 класс (Урок№26 - Логарифмическая функция.)Скачать

Алгебра 10 класс (Урок№26 - Логарифмическая функция.)

Логарифмические уравнения

Прежде чем решать логарифмические уравнения, повторим еще раз определение логарифма и основные формулы.

Логарифм положительного числа b по основанию a — это показатель степени, в которую надо возвести a, чтобы получить b.

При этом 0,;a> 0,;aneq 1′ alt=’b> 0,;a> 0,;aneq 1′ />.

Обратим внимание на область допустимых значений логарифма:

Основное логарифмическое тождество:

Основные формулы для логарифмов:

(Логарифм произведения равен сумме логарифмов)

(Логарифм частного равен разности логарифмов)
(Формула для логарифма степени)

Формула перехода к новому основанию:

Мы знаем, как выглядит график логарифмической функции. Эта функция монотонна. Если основание логарифма больше единицы, логарифмическая функция монотонно возрастает. Если основание больше нуля и меньше единицы, логарифмическая функция монотонно убывает. И в любом случае каждое свое значение она принимает только один раз. Это значит, что если логарифмы двух чисел по какому-либо основанию равны, то равны и сами числа.

Все это пригодится нам в решении логарифмических уравнений.

Простейшие логарифмические уравнения

Основания логарифмов равны, сами логарифмы тоже равны – значит, равны и числа, от которых они берутся.
Обычно ученики запоминают это правило в краткой жаргонной формулировке: «Отбросим логарифмы!» Конечно, мы «отбрасываем» их не просто так, а пользуясь свойством монотонности логарифмической функции.

Решая логарифмические уравнения, не забываем про область допустимых значений логарифма. Помним, что выражение определено при 0,;a> 0,;aneq 1′ alt=’b> 0,;a> 0,;aneq 1′ />.

Очень хорошо, если вы, найдя корень уравнения, просто подставите его в уравнение. Если после такой подстановки левая или правая часть уравнения не имеют смысла – значит, найденное число не является корнем уравнения и не может быть ответом задачи. Это хороший способ проверки на ЕГЭ.

2. Решите уравнение:

В левой части уравнения – логарифм, в правой – число 7. Применив основное логарифмическое тождество, представим число 7 в виде . Дальше все просто.

3. Решите уравнение:

Видите число 2 перед логарифмом в правой части уравнения? Сейчас оно мешает вам «отбросить логарифмы». Что с ним сделать, чтобы в левой и правой частях были просто логарифмы по основанию 5? Конечно же, поможет формула для логарифма степени.

4. Решите уравнение:

Область допустимых значений: 0.’ alt=’4+x> 0.’ /> Значит, -4.’ alt=’x> -4.’ />

Представим 2 в правой части уравнения как — чтобы слева и справа в уравнении были логарифмы по основанию 5.

Функция монотонно возрастает и каждое свое значение принимает ровно один раз. Логарифмы равны, их основания равны. «Отбросим» логарифмы! Конечно, при этом -4′ alt=’x> -4′ />.

5. Решите уравнение:

Запишем решение как цепочку равносильных переходов. Записываем ОДЗ и «убираем» логарифмы:

0\ x^-4> 0\ x^+x=x^-4 endright.Leftrightarrow left <beginx^+x> 0\ x^-4> 0\ x=-4 endright.Leftrightarrow x=-4′ alt=’log _left ( x^+x right )=log _left ( x^-4 right )Leftrightarrow left <beginx^+x> 0\ x^-4> 0\ x^+x=x^-4 endright.Leftrightarrow left <beginx^+x> 0\ x^-4> 0\ x=-4 endright.Leftrightarrow x=-4′ />
Ответ: –4.

Заметим, что решения логарифмических уравнений лучше всего записывать в виде цепочки равносильных переходов. Это поможет нам не забыть про область допустимых значений.

Перейдем от логарифма по основанию 4 (в показателе) к логарифму по основанию 2. Мы делаем это по формуле перехода к другому основанию:

Запишем решение как цепочку равносильных переходов.

0 endright.Leftrightarrow left <beginleft (2^<log _left ( 4x+5 right )> right )^<frac>=9\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <beginleft ( 4x+5 right )^<frac>=9\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <beginsqrt=9\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <begin4x+5=81\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <beginx=19\ x> -1frac endright.’ alt=’2^<log _left ( 4x+5 right )>=9Leftrightarrow left <begin2^frac<<log _left ( 4x+5 right )>>=9\ 4x+5> 0 endright.Leftrightarrow left <beginleft (2^<log _left ( 4x+5 right )> right )^<frac>=9\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <beginleft ( 4x+5 right )^<frac>=9\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <beginsqrt=9\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <begin4x+5=81\ x> -1frac endright.Leftrightarrow left <beginx=19\ x> -1frac endright.’ />

Обратите внимание: переменная х и под логарифмом, и в основании логарифма. Мы помним, что основание логарифма должно быть положительно и не равно 1.

ОДЗ:
0\ x> 0\ xneq 1 endright.’ alt=’left <begin12-x> 0\ x> 0\ xneq 1 endright.’ />

Теперь можно «убрать» логарифмы.

— посторонний корень, поскольку должно выполняться условие 0′ alt=’x> 0′ />.

8. Решите уравнение .

ОДЗ уравнения: 0′ alt=’x> 0′ />

Сделаем замену . Как и в алгебраических уравнениях, мы делаем замену переменной всегда, когда только возможно.

Вернемся к переменной х:

Выражение под логарифмом всегда положительно – поскольку к неотрицательной величине прибавляем 25. Выражение под корнем в правой части также положительно. Значит, х может быть любым действительным числом.

Представим сумму логарифмов в левой части как логарифм произведения. В правой части – перейдем к логарифму по основанию 3. И используем формулу логарифма степени.

Такое уравнение называется биквадратным. В него входят выражения и . Сделаем замену

Вернемся к переменной х. Получим:

. Мы нашли все корни исходного уравнения.

Логарифмические уравнения могут встретиться вам и в задании №1 Профильного ЕГЭ по математике, и в задании №12. И если в задании №1 нужно решить простейшее уравнение, то в задаче 12 решение состоит из двух пунктов. Второй пункт – отбор корней на заданном отрезке или интервале.

Поделиться или сохранить к себе:
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЛогарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЛогарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЛогарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

( формула перехода к новому основанию логарифмов ),

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
( основное свойство логарифмов ),
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
( основное свойство логарифмов ),
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
( формула перехода к новому основанию логарифмов ),
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений
Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Видео:Логарифмические уравнения. 11 класс.Скачать

Логарифмические уравнения. 11 класс.

Степень можно выносить за знак логарифма

И вновь хотелось бы призвать к аккуратности. Рассмотрим следующий пример:

log a ( f ( x ) 2 = 2 log a f ( x )

Левая часть равенства определена, очевидно, при всех значениях f(х), кроме нуля. Правая часть – только при f(x)>0! Вынося степень из логарифма, мы вновь сужаем ОДЗ. Обратная процедура приводит к расширению области допустимых значений. Все эти замечания относятся не только к степени 2, но и к любой четной степени.

Видео:Шпаргалка для школьника — Все Свойства Логарифмов за 15 минутСкачать

Шпаргалка для школьника — Все Свойства Логарифмов за 15  минут

Логарифм произведения и логарифм частного

log a b c = log a b − log a c ( a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0 )

Хотелось бы предостеречь школьников от бездумного применения данных формул при решении логарифмических уравнений и неравенств. При их использовании “слева направо” происходит сужение ОДЗ, а при переходе от суммы или разности логарифмов к логарифму произведения или частного – расширение ОДЗ.

log a ( f ( x ) g ( x ) )

определено в двух случаях: когда обе функции строго положительны либо когда f(x) и g(x) обе меньше нуля.

Преобразуя данное выражение в сумму

log a f ( x ) + log a g ( x )

, мы вынуждены ограничиваться только случаем, когда f(x)>0 и g(x)>0. Налицо сужение области допустимых значений, а это категорически недопустимо, т. к. может привести к потере решений. Аналогичная проблема существует и для формулы (6).

Видео:ЕГЭ база #7 / Логарифмические уравнения / Свойства, определение логарифма / решу егэСкачать

ЕГЭ база #7 / Логарифмические уравнения / Свойства, определение логарифма / решу егэ

Формула перехода к новому основанию

Тот редкий случай, когда ОДЗ не изменяется при преобразовании. Если вы разумно выбрали основание с (положительное и не равное 1), формула перехода к новому основанию является абсолютно безопасной.

Если в качестве нового основания с выбрать число b, получим важный частный случай формулы (8):

log a b = 1 log b a ( a > 0, a ≠ 1, b > 0, b ≠ 1 )

Видео:Логарифмическая функция, свойства, график. Видеоурок 17. Алгебра 10 классСкачать

Логарифмическая функция, свойства, график. Видеоурок 17. Алгебра 10 класс

Сумма логарифмов. Разница логарифмов

Логарифмы с одинаковыми основаниями можно складывать: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийЛогарифмы с одинаковыми основаниями можно вычитать: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийМы видим, что исходные выражения состояли из логарифмов, которые по отдельности не вычисляются, а при применении свойств логарифмов у нас получились нормальные числа. Поэтому повторим, что основные свойства логарифмов нужно знать обязательно!

Обратите внимание, что формулы суммы и разности логарифмов верны только для логарифмов с одинаковыми основаниями! Если основания разные, то данные свойства применять нельзя!

Видео:11 класс, 15 урок, Логарифмическая функция, её свойства и графикСкачать

11 класс, 15 урок, Логарифмическая функция, её свойства и график

Логарифмический ноль и логарифмическая единица

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Это следствия из определения логарифма. И их нужно обязательно запомнить. Эти простейшие свойства нередко вводят учеников в ступор.

Запомните, что логарифм от a по основанию а всегда равен единице:

loga a = 1 – это логарифмическая единица.

Если же в аргументе стоит единица, то такой логарифм всегда равен нулю независимо от основания, так как a 0 = 1:

loga 1 = 0 – логарифмический ноль.

Видео:Логарифм с нуля до уровня про. Уравнения, неравенства и параметр. Профильный ЕГЭСкачать

Логарифм с нуля до уровня про. Уравнения, неравенства и параметр. Профильный ЕГЭ

Как решать уравнения с логарифмами: 2 способа с примерами

Решить логарифмическое уравнение можно разными способами. Чаще всего в школе учат решать логарифмическое уравнение с помощью определения логарифма. То есть мы имеем уравнение вида: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВспоминаем определение логарифма и получаем следующее: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВспоминаем определение логарифма и получаем следующее: Таким образом мы получаем простое уравнение, которое сможем легко решить.

При решении логарифмических уравнений важно помнить об области определения логарифма, т.к. аргумент f(x) должен быть больше ноля. Поэтому после решения логарифмического уравнения мы всегда делаем проверку!

Давайте посмотрим, как это работает на примере:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Воспользуемся определением логарифма и получим:

Теперь перед нами простейшее уравнение, решить которое не составит труда:

Сделаем проверку. Подставим найденный Х в исходное уравнение:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТак как 3 2 = 9, то последнее выражение верно. Следовательно, х = 3 является корнем уравнения.

Основной минус данного метода решения логарифмических уравнений в том, что многие ребята путают, что именно нужно возводить в степень. То есть при преобразовании logaf(x) = b, многие возводят не a в степень b, а наоборот b в степень a. Такая досадная ошибка может лишить вас драгоценных баллов на ЕГЭ.

Поэтому мы покажем еще один способ решения логарифмических уравнений.

Чтобы решить логарифмическое уравнение, нам нужно привести его к такому виду, когда и в правой, и в левой части уравнения будут стоять логарифмы с одинаковыми основаниями. Это выглядит вот так:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Когда уравнение приведено к такому виду, то мы можем «зачеркнуть» логарифмы и решить простое уравнение. Давайте разбираться на примере.

Решим еще раз то же самое уравнение, но теперь этим способом: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВ левой части у нас логарифм с основанием 2. Следовательно, правую часть логарифма нам нужно преобразовать так, чтобы она тоже содержала логарифм с основанием 2.

Для этого вспоминаем свойства логарифмов. Первое свойство, которое нам здесь понадобится – это логарифмическая единица. Напомним его: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТо есть в нашем случае: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТо есть в нашем случае: Возьмем правую часть нашего уравнения и начнем ее преобразовывать:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь нам нужно 2 тоже внести в логарифмическое выражение. Для этого вспоминаем еще одно свойство логарифма:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравнений

Воспользуемся этим свойством в нашем случае, получим: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийМы преобразовали правую часть нашего уравнения в тот вид, который нам был нужен и получили:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь в левой и в правой частях уравнения у нас стоят логарифмы с одинаковыми основаниями, поэтому мы можем их зачеркнуть. В результате, получим такое уравнение:

Да, действий в этом способе больше, чем при решении с помощью определения логарифма. Но все действия логичны и последовательны, в результате чего шансов ошибиться меньше. К тому же данный способ дает больше возможностей для решения более сложных логарифмических уравнений.

Разберем другой пример: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийИтак, как и в предыдущем примере применяем свойства логарифмов и преобразовываем правую часть уравнения следующим образом: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийИтак, как и в предыдущем примере применяем свойства логарифмов и преобразовываем правую часть уравнения следующим образом: После преобразования правой части наше уравнение принимает следующий вид: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь можно зачеркнуть логарифмы и тогда получим: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТеперь можно зачеркнуть логарифмы и тогда получим: Вспоминаем свойства степеней:

Теперь делаем проверку:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийто последнее выражение верно. Следовательно, х = 3 является корнем уравнения.

Еще один пример решения логарифмического уравнения: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПреобразуем сначала левую часть нашего уравнения. Здесь мы видим сумму логарифмов с одинаковыми основаниями. Воспользуемся свойством суммы логарифмов и получим: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийПреобразуем сначала левую часть нашего уравнения. Здесь мы видим сумму логарифмов с одинаковыми основаниями. Воспользуемся свойством суммы логарифмов и получим: Теперь преобразуем правую часть уравнения: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВыполнив преобразования правой и левой частей уравнения, мы получили: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВыполнив преобразования правой и левой частей уравнения, мы получили: Теперь мы можем зачеркнуть логарифмы:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийРешим данное квадратное уравнение, найдем дискриминант:

Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийСделаем проверку, подставим х1 = 1 в исходное уравнение: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийСделаем проверку, подставим х1 = 1 в исходное уравнение: Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийВерно, следовательно, х1 = 1 является корнем уравнения.

Теперь подставим х2 = -5 в исходное уравнение:Логарифмические функции свойства решения логарифмических уравненийТак как аргумент логарифма должен быть положительным, выражение не является верным. Следовательно, х2 = -5 – посторонний корень.

Видео:Показательные и логарифмические уравнения. Вебинар | МатематикаСкачать

Показательные и логарифмические уравнения. Вебинар | Математика

Сравнение логарифмов

Если 012, то
logax1> logax2– знак неравенства меняется
Если a > 1 и 012, то
logax1ax2– знак неравенства не меняется
Если 1 1, то logax> logbx
Если 0 1, то logax> logbx
Если 1axbx
Если 0axbx