Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика. Ч. 2. Логарифмическая функция. Практикум

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
1 Мб
Скачать

 

a

x

= b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

x

= a

log

b

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

x = log b

.

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение можно решить и другим способом:

a

x

=b.

 

Прологарифмируем обе части по основанию a:

log

 

a

x

= log

 

b

a

 

a

 

 

 

 

 

Пример 72.

Решение. 1 способ

Ответ: x = 2 способ

x = log

 

b

 

 

a

 

.

 

 

 

 

Решите уравнение

3

x

=80

 

 

 

 

 

3

=3

 

 

 

x

log 80

 

 

 

 

3

 

x = log 80

.

 

 

3

 

 

 

 

 

log3 80.

3

x

=80

 

.

log3 3x = log3 80

x = log 80

.

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: x = log3 80.

4

 

= 5

 

Пример 73. Решите уравнение

x

.

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

4x = 4log4 5

x = log4 5.

Ответ: x = log4 5.

31

Пример 74. Решите уравнение

4

x

= 5

.

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

4

x

= 5

 

 

 

 

 

 

 

 

log4 4x = log4 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = log 5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

x = log4

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 75. Решите уравнение log2 (1

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

(1x)=3log

(3x)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

log2 (1x)+log2 (3x)= 3

 

 

 

 

 

 

 

log

 

(1x) (3x) =3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1x) (3x)= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x 3x + x

2

=8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

4x +38 =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D = b

 

 

 

 

x2 4x 5 = 0

 

 

 

 

 

 

 

4ac = (4)

4 1 (5)= 36 ;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

D

 

 

 

4

36

 

 

4 6

 

 

 

 

x

=

 

 

 

=

 

 

 

=

 

 

=

5 не уд.

2a

 

2 1

 

 

2

1

 

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x)=3log2 (3x).

ООФ:

1x 0

3 x 0

x 1

x 3

x 1

x 3

1

3

x (;1)

 

.

 

x

Ответ: x =

Пример 76.

Решение.

1.

Решите уравнение

lg(2x

2

 

4x +12)= lg

x

+ lg(x

+

3)

.

lg(2x2 4x +12)= lg x + lg(x +3)

lg(2x2 4x +12)= lg x (x +3)

ООФ:

2x2 4x +12 = x (x +3)

2x2 4x +12 0

32

 

 

2x

2

4x +12 = x

2

+3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

4x +12 x

2

3x

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

7x +12 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D = b2 4ac = (7)2 4 1 12 =1;

 

x

=

b

 

 

D

=

7

 

1

=

7 1

=

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

2a

 

 

 

2 1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

4x +12

= 0

: 2

 

x

2

2x + 6 = 0

 

 

D = b

 

4ac =

(2)

4 1 6 = −20

 

2

 

2

 

 

 

корней нет

 

 

 

+

x

 

 

 

 

 

 

x (;+ )

 

 

x 0

x +3 0

 

 

 

x 3

 

 

 

 

x

 

 

-3

0

 

Ответ: x1

= 4

, x2

= 3.

Пример 77. Решите уравнение

Решение.

log7 (3x + 4)=

x (0;+ ).

log7 (5x +8).

log

(3x + 4)= log (5x +8)

7

7

 

3x + 4 = 5x +8

 

3x 5x = 8 4

 

 

 

2x = 4

: 2

x = −2 не удовл.ООФ

Ответ: Ø.

ООФ:

3x + 4 0

5x +8 0

3x 4

5x 8

x

4

x

8

3

5

 

 

x

8

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

3

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

x

3

;+

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

33

Пример 78. Решите уравнение

Решение.

log

(2x 1) log

4

x = 2log

4

(2x 1)

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

(2x 1) log

4

x 2log

4

(2x 1)= 0

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

(2x 1)

(log

4

x 2)= 0

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log4 (2x 1)= 0

 

 

 

log4 x 2 = 0

log

(2x

4

 

1) log4 x = 2log4 (2x 1).

ООФ:

2x 1 0

x 0

2x 1

 

2x 1 = 4

0

 

2x =1+1

2x = 2 : 2

x1 =1

log

4

x = 2

 

 

x = 4

 

 

2

x

=16

2

 

x

1

2

 

x

01

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

;+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: x1

=1, x2

=16.

 

 

 

 

 

 

 

 

x log7 x 20 = 0 .

 

 

 

Пример 79. Решите уравнение log7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

2

x

log

 

x 20 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть log7 x = t

 

 

 

 

 

 

ООФ:

 

 

 

 

 

t

2

t 20 = 0

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D = b2 4ac = (1)2 4 1 (20)= 81;

 

 

 

 

 

 

 

b

D

 

1

81

 

1 9

 

 

 

 

 

 

t

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1,2

 

2a

 

 

 

 

2 1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

log7 x = 5

 

 

 

log7

x = −4

 

x (0;+ )

 

 

 

 

x = 7

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 7

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 =16807

 

 

 

 

x2

 

=

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2401

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: x =16807 , x

 

=

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2401

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

34

Пример 80. Решите уравнение log3

x + logx

3 =

5

.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log3 x + logx

3 =

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

log

 

x + log

 

3 =

5

 

 

ООФ:

 

 

 

 

 

3

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

log

 

 

x +

1

 

=

5

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

log

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть log3 x =t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t +

1

=

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

2

 

5

(t

 

 

 

 

 

 

t

(2t

+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

2

+ 2 5t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

2

5t

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

2t

2

5t + 2 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D = b

 

4ac = (5)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

= b

 

 

 

 

= 5

 

 

 

 

t

 

 

D

 

 

9

1,2

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

3

x = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: x =9

,

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

=0

=0

=0

t 0

4 2 2 = 9

 

 

= 5 3

 

2

 

=

2

=

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

log

 

x =

 

1

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x = 3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

=

3

 

 

=

3 .

0

1

 

x (0;1) (1;+ )

 

.

1

2

x

35

3.2. СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ

Система уравнений называется логарифмической, если со-

держит логарифмическое уравнение. После упрощения система решается методом подстановки или, в частности, методом сложения или вычитания уравнений. Также стоит напомнить, при геометрическом способе решением системы являются точки пересечения графиков функций.

Пример 81. Решите систему уравнений:

log2

x log2 y =1

4y2

+ x 12 = 0 .

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x log

 

y =1

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x 12 = 0

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

4y

 

 

+ x 12 = 0

(1) log2 x log2 y =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

 

 

x

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

4y

2

 

+ 2y

12 = 0

: 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2y

2

+ y

6 = 0

: 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

= 2

 

 

 

 

 

D =b2 4ac =12 4 2 (6)= 49;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

= 2

 

 

 

 

 

y = b D

 

=

1 49

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 2y

 

 

 

 

 

 

 

1 7

 

 

 

 

6

=

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

=

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 не удовл.ООФ

 

= 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате

 

3;

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ООФ:

x 0

;

y 0

.

 

36

aloga b

Проверка. Подставим в систему

 

 

x log

 

y =1

log

2

2

 

 

 

 

+ x 12 = 0

4y2

 

 

 

 

 

точку

 

3

 

3;

2

 

 

 

:

 

 

 

3 log

 

3

=

log

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

 

+ 3

12

4

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3;

3

Ответ:

2

 

 

1 = 0

.

 

 

 

 

log

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

4

 

 

 

 

4

 

 

3 3 2

+

=1

 

 

 

 

 

 

3 12 = 0

 

 

1 =1

 

 

 

 

 

 

= 0

 

 

0

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

3 2

=1

 

 

 

 

log

2

3

 

 

 

 

 

 

 

+ 3 12 = 0

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

2

2

 

 

 

= 0

0

 

 

 

 

=1

3.3. НЕРАВЕНСТВА

Неравенства называют логарифмическими, если неизвестное x находится под логарифмом.

Примеры логарифмических неравенств:

log5 x log5 4

,

log

1

x log

1

7

, log2

(2x +3) log2

(x +1), log3

x 4log3 x + 3 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

Решение логарифмических неравенств:

loga

loga

f (x) loga g(x),

f (x) loga g(x),

loga f (x) loga g(x),

log

a

f (x) log

a

g(x)

 

 

 

находится возведением в степень левой и правой частей при основании a и, пользуясь свойством = b, неравенства приводится к виду:

– если

a 1

, то знак неравенства сохраняется:

f (x)

g(x)

,

f (x)

g(x)

,

f (x)

g(x)

,

f (x)

g(x)

;

37

– если ложный:

0 a

1

,

то знак неравенства меняется на противопо-

f (x)

g(x)

,

f (x)

g(x)

,

f (x)

g(x)

,

f (x)

g(x)

,

при условии пересечений решений определения функции (ООФ).

Пример 82. Решите неравенство

самого неравенства и области

log5 x log5 4 .

Решение.

log

5

x log

5

4

 

 

 

т.к. 5 1, то

 

 

x 4

 

 

 

 

 

 

x

0

 

4

 

 

ООФ: x 0

x

0

x (0;+ ).

Ответ:

x

 

Пример 83.

(4;+ ).

Решите неравенство

log

5

 

x log

5

 

4

.

Решение.

log

5

x log

5

4

 

 

 

т.к. 5 1, то x 4

x

0 4

ООФ:

x 0

x

0

x (0;+ ).

Ответ: x (0;4).

38

Пример 84. Решите неравенство

log

1

x log

1

7

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

1

x log

1

7

 

 

ООФ:

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

x 0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

т.к.

1

, то

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x (0;+ )

 

x

.

 

 

0

7

 

x

Ответ: x (0;7 .

 

 

 

Пример 85. Решите неравенство log1

x log1 7 .

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

log

1

x log

1

7

 

ООФ:

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

x 0

 

 

1

 

 

 

 

т.к.

1, то

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x (0;+ ).

 

x

0

7

Ответ: x 7;+ ).

Пример 86. Решите неравенство

Решение.

log2 x 3 log2 x 3 1

log2 x 3.

ООФ: x 0

x

39

log

2

x 3log

2

2

 

 

 

 

 

 

log

 

 

x log

 

 

 

3

2

2

2

 

 

 

 

 

log

2

x log

2

8

 

 

 

 

 

 

 

т.к.

2 1, то

 

 

 

 

x 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

 

 

 

8

 

 

 

 

x

0 x (0;+ ).

Ответ: x (8;+ ).

Пример 87. Решите неравенство

Решение.

 

log

1

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

log

1

 

x 2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

 

x 2 log

 

1

1

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

log

 

x log

 

 

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

log

1

 

x log

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

т.к.

 

1 1, то

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

log

1

x 2

.

 

 

 

2

 

 

ООФ:

x 0

0 x (0;+ ).

x

Ответ: x (0;4).

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]