Правила решения показательных уравнений и неравенств

Показательные неравенства

Правила решения показательных уравнений и неравенств

О чем эта статья:

10 класс, 11 класс, ЕГЭ/ОГЭ

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Содержание
  1. Определение показательных неравенств
  2. Как решать показательные неравенства
  3. Показательные неравенства, сводящиеся к простейшим
  4. Пример 1
  5. Показательные неравенства, сводящиеся к квадратным
  6. Пример 1
  7. Показательные неравенства, сводящиеся к рациональным
  8. Пример 1
  9. Пример 2
  10. Однородные показательные неравенства
  11. Пример 1
  12. Неравенства, решаемые графическим методом
  13. Пример 1
  14. Пример 2
  15. Показательные уравнения и неравенства с примерами решения
  16. Решении показательных уравнений
  17. Показательные уравнения и их системы
  18. Пример №1
  19. Пример №2
  20. Пример №3
  21. Пример №4
  22. Пример №5
  23. Пример №6
  24. Системы простейших показательных уравнений
  25. Пример №7
  26. Пример №8
  27. Пример №9
  28. Приближенное решение уравнений
  29. Пример №10
  30. Нахождение приближенного корня с заданной точностью
  31. Пример №11
  32. Показательные уравнения и неравенства
  33. Показательная функция
  34. Что такое показательная функция?
  35. Решение показательных неравенств
  36. 🔍 Видео

Видео:ПРОСТЕЙШИЙ способ решения Показательных УравненийСкачать

ПРОСТЕЙШИЙ способ решения Показательных Уравнений

Определение показательных неравенств

Показательными считаются неравенства, которые включают в себя показательную функцию. Другими словами, это неравенства с переменной в показателе степени: a f(x) > a g(x) , a f(x) g(x) .

Из них показательно-степенными неравенствами являются те, в которых есть переменные и в показателе степени, и в основании.

Для изучения этой темы стоит повторить:

И, конечно, для решения тригонометрических и логарифмических показательных неравенств также придется вспомнить формулы соответствующих разделов алгебры.

Если все это еще свежо в памяти, давайте приступим. Как и к показательным уравнениям, к неравенствам стоит подходить, помня о свойствах показательной функции. Напомним, что она выглядит так: y = a x , где a > 0 и a ≠ 1. Два графика ниже дают представление о том, на что похожа такая функция, когда основание степени а больше и меньше единицы. Наверняка вы уже догадались, каково главное свойство этой функции. Да, она монотонна.

При этом заметьте — значения а всегда больше нуля. На практике в этом несложно убедиться, если возводить какое-либо число во всевозможные степени, включая отрицательные. Например: 2 -2 = 4, 2 -4 = 1/16 и т. д. Значение функции будет уменьшаться, но никогда не достигнет нуля.

Для любых а и х верно неравенство a x > 0, т. е. показательная функция не принимает отрицательных значений.

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Запишем следствие монотонности показательной функции в виде формул:

  • a f(x) > a g(x) f(x) > g (x), когда функция возрастает, т. е. а > 1;
  • a f(x) > a g(x) f(x)

Видео:Показательные уравнения. 11 класс.Скачать

Показательные уравнения. 11 класс.

Как решать показательные неравенства

Как мы уже говорили, для успешного освоения этой темы нужно хорошенько повторить все, что касается показательных уравнений. Способы решения показательных неравенств выглядят примерно так же — мы будем пытаться упростить выражение, получить одинаковые степени или одинаковые основания, по возможности свести все к квадратному или рациональному уравнению. Но есть и свои тонкости.

Допустим, у нас есть простейшее показательное неравенство:

Если вы помните, как решались показательные уравнения, не придется долго думать, что делать с таким неравенством — приведем его к одинаковому основанию:

Казалось бы, все логично, но всегда ли можно смело вычеркивать одинаковые основания степеней? А что, если вместо 3 у нас основание степени будет 0,5? Посмотрим:

Проверим, верно ли в таком случае х > 2.

0,5 3 = 0, 125 и т. д.

Как видите, на самом деле в этом случае х

Если а > 1, то a x > a n a > n, и при решении неравенства можно просто убрать одинаковые основания степени.

Если 0 x > a n a

Наконец, если рассмотреть случай, когда а х > 9

Логичное, на первый взгляд, предположение, что х > 2, не выдержит проверки, потому что:

Если продолжить этот ряд, знаки будут чередоваться, и наш корень будет попеременно то меньше, то больше 2. Поэтому для ясности всегда предполагается, что основание степени — положительное число.

Это были общие правила, а сейчас рассмотрим разные виды показательных неравенств и примеры с решениями.

Курсы подготовки к ОГЭ по математике от Skysmart придадут уверенности в себе и помогут освежить знания перед экзаменом.

Видео:Это просто! Как решать Показательные Неравенства?Скачать

Это просто! Как решать Показательные Неравенства?

Показательные неравенства, сводящиеся к простейшим

Решая показательные уравнения, вы наверняка первым делом исследовали их на возможность приведения к одинаковым основаниям или одинаковым степенным функциям. Так вот, с неравенствами можно делать то же самое! Помните лишь о смене знака, если основание степени меньше единицы. И да пребудет с вами сила. 😎

Попробуем на примере несложного показательного неравенства с разными основаниями.

Пример 1

Поскольку 3 больше 1, знак не меняем:

Видео:Показательные неравенства. 11 класс.Скачать

Показательные неравенства. 11 класс.

Показательные неравенства, сводящиеся к квадратным

Снова давайте вспомним, как аналогичный метод применялся к показательным уравнениям. Если все переменные имели общий множитель, его можно было обозначить новой переменной — в итоге у нас, как правило, получалось квадратное уравнение. Нужно было лишь найти дискриминант и произвести обратную замену. И снова алгоритм решения показательных неравенств будет совершенно таким же.

Пример 1

Наименьший общий множитель в данном случае будет 3 х , обозначим его новой переменной у и перенесем все слагаемые в левую сторону.

(3 х ) 2 — 12 × 3 х + 27 х = у

y 2 — 12y + 27 х 1 х 2

Поскольку 3 > 1, мы не меняем знак.

1 2 x — 5 sinx + 2 2 — 5y + 2

Видео:Системы показательных уравнений и неравенств. Практика. Видеоуроки 13. Алгебра 10 классСкачать

Системы показательных уравнений и неравенств. Практика. Видеоуроки 13. Алгебра 10 класс

Показательные неравенства, сводящиеся к рациональным

Как вы, наверное, помните из предыдущего курса алгебры, рациональные показательные неравенства — это такие, в которых левая и правая часть представляют собой дробно-рациональные функции. Метод их решения таков: нужно перенести все в левую часть, чтобы в правой остался лишь ноль, и привести к общему знаменателю. Далее решаем уравнение, отмечаем все корни на оси и применяем метод интервалов (если забыли, что это такое — повторите).

Важно помнить: если в числителе и знаменателе встретятся одинаковые множители с переменной, сокращать их нельзя.

Пример 1

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Преобразуем неравенство указанным выше способом:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

(обратите внимание, мы избавились от минуса в числителе и поменяли знак неравенства).

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Поскольку выражение 2 х + 2 в любом случае будет больше нуля, мы можем смело его исключить из неравенства.

Правила решения показательных уравнений и неравенств

(2 х — 2) × (2 х — 1/2) × (2 х — 3) > 0

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример 2

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Обозначим 3 х через новую переменную y:

3 х = y, при условии что 3 х > 0.

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Применим метод интервалов и получим:

Вернем на место нашу старую переменную:

Видео:11 класс, 12 урок, Показательные уравненияСкачать

11 класс, 12 урок, Показательные уравнения

Однородные показательные неравенства

Однородными называются такие показательные неравенства, где в каждом слагаемом сумма степеней одинакова.

Иногда такие выражения бывают очень длинными и запутанными, но не стоит этого пугаться. Практически все неравенства с однородными показательными функциями решаются по одному принципу: стараемся упростить выражение, разделив его на одночлен, а затем при необходимости делаем замену переменных.

Пример 1

4 х — 2 × 5 2х — 2 х × 5 х > 0

2 × 2 х — 2 × 5 2х — 2 х × 5 х > 0

В левой части неравенства мы видим однородные функции относительно 2 х и 5 х . Следовательно, можно разделить обе части на 2 2х или 5 2х . Выберем 5 2х , т. е. 25 х . В итоге у нас получится:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Если обозначить (2/5) х новой переменной y, получим квадратное неравенство:

Видео:ПОКАЗАТЕЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ 10 класс решение показательных уравненийСкачать

ПОКАЗАТЕЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ 10 класс решение показательных уравнений

Неравенства, решаемые графическим методом

Этот метод решения показательных неравенств — самый наглядный, и для многих он может показаться самым простым. Нужно лишь построить графики функций, заданных в левой и правой части выражения, а затем посмотреть, в какой точке они пересекаются. Если бы мы имели дело с уравнением, эта точка стала бы корнем.

Но поскольку мы рассматриваем неравенства, нужно будет выделить искомую область. Для неравенства f(x) > g(x) это будет та область, где график функции f(x) находится выше.

Пример 1

2 х х и 3 — х, а также точка их пересечения.

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Очевидно, что точкой пересечения является х = 1, при этом график функции 2 х ниже в области от -∞ до 1.

Пример 2

Начертим графики этих двух функций, чтобы найти точку пересечения.

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Искомой точкой будет х = -1, а областью, где функция (1/2) х находится выше — диапазон от -∞ до -1.

Видео:Графический метод решения показательных уравнений и неравенств Алгебра 10 (база)Скачать

Графический метод решения показательных уравнений и неравенств   Алгебра 10 (база)

Показательные уравнения и неравенства с примерами решения

Содержание:

Рассмотрим уравнения, в которых переменная (неизвестное) находится в показателе степени. Например:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Уравнения такого вида принято называть показательными.

Видео:Методы решения показательных уравнений. Урок №25.Скачать

Методы решения показательных уравнений.  Урок №25.

Решении показательных уравнений

При решении показательных уравнений нам будет полезно следствие из теоремы о свойствах показательной функции.

Пусть Правила решения показательных уравнений и неравенств

Каждому значению показательной функции Правила решения показательных уравнений и неравенствсоответствует единственный показатель s.

Пример:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Согласно следствию из равенства двух степеней с одинаковым основанием 3 следует равенство их показателей. Таким образом, данное уравнение равносильно уравнению

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

а) Данное уравнение равносильно (поясните почему) уравнению

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Если степени с основанием 3 равны, то равны и их показатели:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решив это уравнение, получим

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Ответ: Правила решения показательных уравнений и неравенств

При решении каждого уравнения из примера 2 сначала обе части уравнения представили в виде степени с одним и тем же основанием, а затем записали равенство показателей этих степеней.

Пример:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

а) Данное уравнение равносильно уравнению

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решая его, получаем:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Так как две степени с одинаковым основанием 2 равны, то равны и их показатели, т. е. Правила решения показательных уравнений и неравенствоткуда находим Правила решения показательных уравнений и неравенств

б) Разделив обе части уравнения на Правила решения показательных уравнений и неравенствполучим уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенствравносильное данному. Решив его, получим Правила решения показательных уравнений и неравенствПравила решения показательных уравнений и неравенств

Ответ: Правила решения показательных уравнений и неравенств

При решении примера 3 а) левую часть уравнения разложили на множители. Причем за скобку вынесли такой множитель, что в скобках осталось числовое выражение, не содержащее переменной.

Пример:

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Обозначим Правила решения показательных уравнений и неравенствтогда Правила решения показательных уравнений и неравенств

Таким образом, из данного уравнения получаем

Правила решения показательных уравнений и неравенств

откуда находим: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Итак, с учетом обозначения имеем:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

При решении примера 4 был использован метод введения новой переменной, который позволил свести данное уравнение к квадратному относительно этой переменной.

Пример:

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Можно заметить, что 2 — корень данного уравнения. Других корней уравнение не имеет, так как функция, стоящая в левой части уравнения, возрастающая, а функция, стоящая в правой части уравнения, убывающая. Поэтому уравнение имеет не более одного корня (см. теорему из п. 1.14).

Пример:

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример:

При каком значении а корнем уравнения Правила решения показательных уравнений и неравенствявляется число, равное 2?

Решение:

Поскольку х = 2 — корень, то верно равенство

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решив это уравнение, найдем

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Ответ: при Правила решения показательных уравнений и неравенств

Показательные уравнения и их системы

Показательным уравнением называется уравнение, в ко тором неизвестное входит в показатель степени. При решении показательных уравнений полезно использовать следующие тождества: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Приведем методы решения некоторых типов показательных уравнений.

1 Приведение к одному основанию.

Метод основан на следующем свойстве степеней: если две степени равны и равны их основания, то равны и их показатели, т.е. уравнения надо попытаться привести к виду Правила решения показательных уравнений и неравенств. Отсюда Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример №1

Решите уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Заметим, что Правила решения показательных уравнений и неравенстви перепишем наше уравнение в виде

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Применив тождество (1), получим Зх — 7 = -7х + 3, х = 1.

Пример №2

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Переходя к основанию степени 2, получим:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Согласно тождеству (2), имеем Правила решения показательных уравнений и неравенств

Последнее уравнение равносильно уравнению 4х-19 = 2,5х. Правила решения показательных уравнений и неравенств

2 Введение новой переменной.

Пример №3

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Применив тождество 2, перепишем уравнение как Правила решения показательных уравнений и неравенств

Введем новую переменную: Правила решения показательных уравнений и неравенствПолучим уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

которое имеет корни Правила решения показательных уравнений и неравенствОднако кореньПравила решения показательных уравнений и неравенствне удовлетворяет условию Правила решения показательных уравнений и неравенствЗначит, Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример №4

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Разделив обе части уравнения на Правила решения показательных уравнений и неравенствполучим:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

последнее уравнение запишется так: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решая уравнение, найдем Правила решения показательных уравнений и неравенств

Значение Правила решения показательных уравнений и неравенствне удовлетворяет условию Правила решения показательных уравнений и неравенствСледовательно,

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример №5

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Заметим что Правила решения показательных уравнений и неравенствЗначит Правила решения показательных уравнений и неравенств

Перепишем уравнение в виде Правила решения показательных уравнений и неравенств

Обозначим Правила решения показательных уравнений и неравенствПолучим Правила решения показательных уравнений и неравенств

Получим Правила решения показательных уравнений и неравенств

Корнями данного уравнения будут Правила решения показательных уравнений и неравенств

Следовательно, Правила решения показательных уравнений и неравенств

III Вынесение общего множителя за скобку.

Пример №6

Решить уравнение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

После вынесения за скобку в левой части Правила решения показательных уравнений и неравенств, а в правой Правила решения показательных уравнений и неравенств, получим Правила решения показательных уравнений и неравенствРазделим обе части уравнения на Правила решения показательных уравнений и неравенствполучим Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Системы простейших показательных уравнений

Пример №7

Решите систему уравнений: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

По свойству степеней система уравнений равносильна следующей

системе :Правила решения показательных уравнений и неравенствОтсюда получим систему Правила решения показательных уравнений и неравенств

Очевидно, что последняя система имеет решение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример №8

Решите систему уравнений: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

По свойству степеней система уравнений равносильна следующей системе: Правила решения показательных уравнений и неравенствПоследняя система, в свою очередь, равносильна системе: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Умножив второе уравнение этой системы на (-2) и сложив с первым, получим уравнение —9х=-4. Отсюда, найдем Правила решения показательных уравнений и неравенствПодставив полученное значение во второе уравнение, получим Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример №9

Решите систему уравнений: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Сделаем замену: Правила решения показательных уравнений и неравенствТогда наша система примет вид: Правила решения показательных уравнений и неравенств

Очевидно, что эта система уравнений имеет решение Правила решения показательных уравнений и неравенств

Тогда получим уравнения Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Приближенное решение уравнений

Пусть многочлен f(х) на концах отрезка [a,b] принимает значения разных знаков, то есть Правила решения показательных уравнений и неравенств. Тогда внутри этого отрезка существует хотя бы одно решение уравнения Дх)=0. Это означает, что существует такое Правила решения показательных уравнений и неравенств(читается как «кси»), что Правила решения показательных уравнений и неравенств

Это утверждение проиллюстрировано на следующем чертеже.

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Рассмотрим отрезок Правила решения показательных уравнений и неравенствсодержащий лишь один корень уравнения .

Метод последовательного деления отрезка пополам заключается в последовательном разделении отрезка [a, b] пополам до тех пор, пока длина полученного отрезка не будет меньше заданной точности Правила решения показательных уравнений и неравенств

  1. вычисляется значение f(х) выражения Правила решения показательных уравнений и неравенств
  2. отрезок делится пополам, то есть вычисляется значение Правила решения показательных уравнений и неравенств
  3. вычисляется значение Правила решения показательных уравнений и неравенстввыражения f(х) в точке Правила решения показательных уравнений и неравенств
  4. проверяется условие Правила решения показательных уравнений и неравенств
  5. если это условие выполняется, то в качестве левого конца нового отрезка выбирается середина предыдущего отрезка, то есть полагается, что Правила решения показательных уравнений и неравенств(левый конец отрезка переходит в середину);
  6. если это условие не выполняется, то правый конец нового отрезка переходит в середину, то есть полагается, что b=x;
  7. для нового отрезка проверяется условие Правила решения показательных уравнений и неравенств
  8. если это условие выполняется , то вычисления заканчиваются. При этом в качестве приближенного решения выбирается последнее вычисленное значение х. Если это условие не выполняется, то, переходя к пункту 2 этого алгоритма, вычисления продолжаются.

Метод последовательного деления пополам проиллюстрирован на этом чертеже:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Для нахождения интервала, содержащего корень уравнения Правила решения показательных уравнений и неравенстввычисляются значения Правила решения показательных уравнений и неравенств

Оказывается, что для корня Правила решения показательных уравнений и неравенствданного уравнения выполнено неравенство. Значит, данное уравнение имеет хотя бы один корень, принадлежащий интервалу (-1 -А; 1+А). Для приближенного вычисления данного корня найдем целые Правила решения показательных уравнений и неравенстви Правила решения показательных уравнений и неравенствудовлетворяющие неравенству Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример №10

Найдите интервал, содержащий корень уравнения Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Поделив обе части уравнения на 2 , получим, Правила решения показательных уравнений и неравенств

Так как, для нового уравнения Правила решения показательных уравнений и неравенств

Значит, в интервале, Правила решения показательных уравнений и неравенствуравнение имеет хотя бы один корень. В то же время уравнение при Правила решения показательных уравнений и неравенствне имеет ни одного корня, так как,

Правила решения показательных уравнений и неравенстввыполняется. Значит, корень уравнения лежит в (-2,5; 0). Для уточнения этого интервала положим Правила решения показательных уравнений и неравенствДля Правила решения показательных уравнений и неравенствпроверим выполнение условия

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Значит, уравнение имеет корень, принадлежащий интервалу (-1; 0).

Нахождение приближенного корня с заданной точностью

Исходя из вышесказанного, заключаем, что если выполнено неравенство Правила решения показательных уравнений и неравенствкорень уравнения принадлежит интервалу

Правила решения показательных уравнений и неравенствПустьПравила решения показательных уравнений и неравенствЕсли Правила решения показательных уравнений и неравенствприближенный

корень уравнения с точностью Правила решения показательных уравнений и неравенств. Если Правила решения показательных уравнений и неравенствто корень лежит в интервале Правила решения показательных уравнений и неравенствесли Правила решения показательных уравнений и неравенствто корень лежит в интервале Правила решения показательных уравнений и неравенств. Продолжим процесс до нахождения приближенного значения корня с заданной точностью.

Пример №11

Найдите приближенное значение корня уравнения Правила решения показательных уравнений и неравенствс заданной точностьюПравила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Из предыдущего примера нам известно, что корень лежит в интервале

(-1; 0). Из того, что Правила решения показательных уравнений и неравенствзаключаем, что корень лежит в интервале (-0,5; 0).

Так как, |(-0,25)41,5(-0,25)2+2,5(-0,25)+0,5| = |-0,046| 1. Если Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пусть Правила решения показательных уравнений и неравенств

Изображения графиков показательной функции подсказывают это свойство. На рисунке 27 видно, что при а > 1 большему значению функции соответствует большее значение аргумента. А на рисунке 30 видно, что при 0

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:Показательные неравенства и их системы. Вебинар | МатематикаСкачать

Показательные неравенства и их системы. Вебинар | Математика

Показательные уравнения и неравенства

Решение большинства математических задач так или иначе связано с преобразованием числовых, алгебраических или функциональных выражений. Сказанное в особенности относится к решению показательных уравнений и неравенств. В вариантах ЕГЭ по математике к такому типу задач относится, в частности, задача C3. Научиться решать задания C3 важно не только с целью успешной сдачи ЕГЭ, но и по той причине, что это умение пригодится при изучении курса математики в высшей школе.

Выполняя задания C3, приходится решать различные виды уравнений и неравенств. Среди них — рациональные, иррациональные, показательные, логарифмические, тригонометрические, содержащие модули (абсолютные величины), а также комбинированные. В этой статье рассмотрены основные типы показательных уравнений и неравенств, а также различные методы их решений. О решении остальных видов уравнений и неравенств читайте в рубрике «Методическая копилка репетитора по физике и математике» в статьях, посвященных методам решения задач C3 из вариантов ЕГЭ по математике.

Прежде чем приступить к разбору конкретных показательных уравнений и неравенств, как репетитор по математике, предлагаю вам освежить в памяти некоторый теоретический материал, который нам понадобится.

Видео:11 класс, 13 урок, Показательные неравенстваСкачать

11 класс, 13 урок, Показательные неравенства

Показательная функция

Что такое показательная функция?

Функцию вида y = a x , где a > 0 и a ≠ 1, называют показательной функцией.

Основные свойства показательной функции y = a x :

Свойствоa > 10 только в показателях каких-либо степеней.

Для решения показательных уравнений требуется знать и уметь использовать следующую несложную теорему:

Помимо этого, полезно помнить об основных формулах и действиях со степенями:

Правила решения показательных уравнений и неравенств0,, b>0: \ a^0 = 1, 1^x = 1; \ a^<frac>=sqrt[n] , (kin Z,, nin N);\ a^ = frac; \ a^xcdot a^y = a^; \ frac=a^; \ (a^x)^y = a^; \ a^xcdot b^x = (ab)^x; \ frac=left(fracright)^x.\ end> ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Пример 1. Решите уравнение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: используем приведенные выше формулы и подстановку:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Уравнение тогда принимает вид:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Дискриминант полученного квадратного уравнения положителен:

Правила решения показательных уравнений и неравенств0. ]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Это означает, что данное уравнение имеет два корня. Находим их:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Переходя к обратной подстановке, получаем:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Второе уравнение корней не имеет, поскольку показательная функция строго положительна на всей области определения. Решаем второе:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

С учетом сказанного в теореме 1 переходим к эквивалентному уравнению: x = 3. Это и будет являться ответом к заданию.

Ответ: x = 3.

Пример 2. Решите уравнение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: ограничений на область допустимых значений у уравнения нет, так как подкоренное выражение имеет смысл при любом значении x (показательная функция y = 9 4 -x положительна и не равна нулю).

Решаем уравнение путем равносильных преобразований с использованием правил умножения и деления степеней:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Последний переход был осуществлен в соответствии с теоремой 1.

Пример 3. Решите уравнение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: обе части исходного уравнения можно поделить на 0,2 x . Данный переход будет являться равносильным, поскольку это выражение больше нуля при любом значении x (показательная функция строго положительна на своей области определения). Тогда уравнение принимает вид:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Ответ: x = 0.

Пример 4. Решите уравнение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: упрощаем уравнение до элементарного путем равносильных преобразований с использованием приведенных в начале статьи правил деления и умножения степеней:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Деление обеих частей уравнения на 4 x , как и в предыдущем примере, является равносильным преобразованием, поскольку данное выражение не равно нулю ни при каких значениях x.

Ответ: x = 0.

Пример 5. Решите уравнение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: функция y = 3 x , стоящая в левой части уравнения, является возрастающей. Функция y = —x-2/3, стоящая в правой части уравнения, является убывающей. Это означает, что если графики этих функций пересекаются, то не более чем в одной точке. В данном случае нетрудно догадаться, что графики пересекаются в точке x = -1. Других корней не будет.

Ответ: x = -1.

Пример 6. Решите уравнение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: упрощаем уравнение путем равносильных преобразований, имея в виду везде, что показательная функция строго больше нуля при любом значении x и используя правила вычисления произведения и частного степеней, приведенные в начале статьи:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Ответ: x = 2.

Решение показательных неравенств

Показательными называются неравенства, в которых неизвестная переменная содержится только в показателях каких-либо степеней.

Для решения показательных неравенств требуется знание следующей теоремы:

Теорема 2. Если a > 1, то неравенство a f(x) > a g(x) равносильно неравенству того же смысла: f(x) > g(x). Если 0 f(x) > a g(x) равносильно неравенству противоположного смысла: f(x) 2x , при этом (в силу положительности функции y = 3 2x ) знак неравенства не изменится:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Тогда неравенство примет вид:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Итак, решением неравенства является промежуток:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

переходя к обратной подстановке, получаем:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Левое неравенства в силу положительности показательной функции выполняется автоматически. Воспользовавшись известным свойством логарифма, переходим к эквивалентному неравенству:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Поскольку в основании степени стоит число, большее единицы, эквивалентным (по теореме 2) будет переход к следующему неравенству:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Итак, окончательно получаем ответ:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример 8. Решите неравенство:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение: используя свойства умножения и деления степеней, перепишем неравенство в виде:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Введем новую переменную:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

С учетом этой подстановки неравенство принимает вид:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Умножим числитель и знаменатель дроби на 7, получаем следующее равносильное неравенство:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Итак, неравенству удовлетворяют следующие значения переменной t:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Тогда, переходя к обратной подстановке, получаем:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Поскольку основание степени здесь больше единицы, равносильным (по теореме 2) будет переход к неравенству:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Окончательно получаем ответ:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример 9. Решите неравенство:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Делим обе части неравенства на выражение:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Оно всегда больше нуля (из-за положительности показательной функции), поэтому знак неравенства изменять не нужно. Получаем:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Воспользуемся заменой переменной:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Исходное уравнение тогда принимает вид:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Итак, неравенству удовлетворяют значения t, находящиеся в промежутке:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Переходя к обратной подстановке получаем, что исходное неравенство распадается на два случая:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Первое неравенство решений не имеет в силу положительности показательной функции. Решаем второе:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Поскольку основание степени в данном случае оказалось меньше единицы, но больше нуля, равносильным (по теореме 2) будет переход к следующему неравенству:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Итак, окончательный ответ:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Пример 10. Решите неравенство:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Решение:

Ветви параболы y = 2x+2-x 2 направлены вниз, следовательно она ограничена сверху значением, которое она достигает в своей вершине:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Ветви параболы y = x 2 -2x+2, стоящей в показателе, направлены вверх, значит она ограничена снизу значением, которое она достигает в своей вершине:

Правила решения показательных уравнений и неравенств

Вместе с этим ограниченной снизу оказывается и функция y = 3 x 2 -2x+2 , стоящая в правой части уравнения. Она достигает своего наименьшего значения в той же точке, что и парабола, стоящая в показателе, и это значение равно 3 1 = 3. Итак, исходное неравенство может оказаться верным только в том случае, если функция слева и функция справа принимают в одной точке значение, равное 3 (пересечением областей значений этих функций является только это число). Это условие выполняется в единственной точке x = 1.

Ответ: x = 1.

Для того, чтобы научиться решать показательные уравнения и неравенства, необходимо постоянно тренироваться в их решении. В этом нелегком деле вам могут помочь различные методические пособия, задачники по элементарной математике, сборники конкурсных задач, занятия по математике в школе, а также индивидуальные занятия с профессиональным репетитором. Искренне желаю вам успехов в подготовке и блестящих результатов на экзамене.

P. S. Уважаемые гости! Пожалуйста, не пишите в комментариях заявки на решение ваших уравнений. К сожалению, на это у меня совершенно нет времени. Такие сообщения будут удалены. Пожалуйста, ознакомьтесь со статьёй. Возможно, в ней вы найдёте ответы на вопросы, которые не позволили вам решить своё задание самостоятельно.

🔍 Видео

Как решать Показательные Уравнения? (часть 2)Скачать

Как решать Показательные Уравнения? (часть 2)

Показательные и логарифмические уравнения. Вебинар | МатематикаСкачать

Показательные и логарифмические уравнения. Вебинар | Математика

Решение показательных уравнений и неравенствСкачать

Решение показательных уравнений и неравенств

Как решают уравнения в России и СШАСкачать

Как решают уравнения в России и США

Все о показательных уравнениях №13 | Математика ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Все о показательных уравнениях №13 | Математика ЕГЭ для 10 класса | Умскул

Показательные уравнения и неравенстваСкачать

Показательные уравнения и неравенства

ПОКАЗАТЕЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ😩 #математика #shorts #егэ #огэ #уравнение #показательныеуравненияСкачать

ПОКАЗАТЕЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ😩 #математика #shorts #егэ #огэ #уравнение #показательныеуравнения

Алгебра 10 класс (Урок№22 - Показательные уравнения. Системы показательных уравнений.)Скачать

Алгебра 10 класс (Урок№22 - Показательные уравнения. Системы показательных уравнений.)
Поделиться или сохранить к себе: