IDZ_VysshMatematTerehov
.pdfТерехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
– в случае |
|
: |
|
|
x R ; |
b < 0 |
|||||
– в случае |
|
|
|
: |
a f ( x ) = alog a b f (x) = loga b; |
b > 0, |
b ≠ 1, b ≠ a |
||||
|
|
|
|||
– в случае |
b =1= a0 |
: |
a f ( x) = a0 f (x) = 0 . |
Пример 52. Решить показательное уравнение 5 x 2 − 5 x + 6 = 1 .
Перепишем уравнение в виде 5 x 2 − 5 x + 6 = 50 , тогда x2 − 5x + 6 = 0 . По теореме
Виета x1 + x2 = 5 |
, отсюда x1 = 2, x2 = 3 . |
x1x2 = 6 |
|
Пример 53. Решить показательное уравнение 3 x − 2 = 4 .
Воспользуемся свойством 14: 3 x − 2 = 3 log 3 4, отсюда по свойству 12:
x − 2 = log3 4 или x = 2 + log3 4 = 2 log3 3 + log3 4 = log3 9 + log3 4 = log3 36 .
б) уравнения, приводящиеся к равенству степеней с одинаковым
основанием a f (x) = a g ( x) , откуда по свойству 12 имеем f (x) = g(x) .
Пример 54. Решить показательное уравнение |
2 2 x − 14 x + 1 |
= 64 . |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 x − 1 |
|
|
|
|
Числа 4 , 8 и 64 |
можно записать в виде 22 , 23 |
и 26 . Тогда уравнение можно |
||||||||||||
переписать так: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 x − 1(22 ) x + 1 |
6 |
2 2 x − 12 2 x + 2 |
6 |
2 4 x + 1 |
6 |
|
x + 4 |
6 |
|
|||||
3 |
x − 1 |
= 2 ; |
|
3 x − 3 |
= 2 ; |
|
|
= 2 ; 2 |
|
= 2 |
x + 4 |
= 6; x = 2 . |
||
2 |
2 |
3 x − 3 |
|
|||||||||||
(2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) вынесение показательной функции за скобки
Пример 55. Решить показательное уравнение 5 2 x + 1 + 2 5 2 x + 5 2 x − 1 = 900 . Представим уравнение с учетом свойств 8 и 9 в виде
5 5 |
2 x |
+ 2 |
5 |
2 x |
+ |
5 2 x |
= 900; 5 |
2 x |
+ 2 |
+ |
1 |
= 900; |
36 |
5 |
2 x |
= 900; |
|
|
|
5 |
5 |
5 |
|
5 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 x = 125; 52 x = 53 2x = 3 .
г) введение вспомогательной неизвестной (метод замены).
Пример 56. Решить показательное уравнение 4x 2 + 2 − 9 2 x 2 + 2 + 8 = 0 .
Так как |
4 |
x2 |
+ 2 |
= ( 2 |
2 |
) |
x2 |
+ 2 |
|
x2 + 2 |
2 |
x 2 + 2 |
= y > 0, |
|
|
|
|
|
= 2 |
|
, то введём новую неизвестную 2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при этом уравнение приобретает вид y2 − 9 y + 8 = 0 . По теореме Виета
y1 |
+ y2 |
= 9 |
, т.е. y1 |
= 1; y2 = 8 . |
|
|
|
|
y2 = |
8 |
|
|
|||
y1 |
|
|
|
|
|||
Решим показательные уравнения (см. п. б)) |
|
|
|||||
y = 1: 2 x 2 + 2= 1; |
2 x 2 + 2= 20 ; |
x2 + 2 = 0 |
x R. |
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
. |
|
y2 = 8 : 2 x 2 + 2= 8; 2 x 2 + 2= 23 ; |
x2 + 2 = 3 |
x1 , 2 = m1 |
|||||
|
д) однородное уравнение вида A a2 f ( x) + B (a b) f ( x) + C b2 f ( x) = 0 .
− |
1 |
|
− |
1 |
|
− |
1 |
|
|
+ 6 |
x = 9 |
x . |
|||||
Пример 57. Решить однородное показательное уравнение 4 |
x |
|
|
40
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
Числа 4 , 6 и 9 можно записать, как 22 , 2 3, 32 , тогда уравнение перепишется
в виде (2 |
2 |
− |
1 |
− |
1 |
2 |
− |
1 |
|
|
|
− |
1 |
2 |
|
− |
1 |
− |
1 |
|
|
− |
1 |
2 |
|
|
x |
|
|
x |
|
x |
x |
|
x |
|
|
||||||||||||||||
x |
+ (2 3) |
x |
; |
|
2 |
|
|
+ 2 |
|
3 |
− |
|
3 |
|
= 0; |
ОДЗ: x≠0. Введём но- |
||||||||||
|
) |
|
|
= (3 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вые неизвестные |
− |
1 |
− |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x = y > 0 и |
x = z > 0, тогда имеем |
y2 + y z − z2 = 0 . |
Решим |
||||||||||||
2 |
3 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
2 |
|
y |
|
|
|
это квадратное уравнение с учётом того факта, что |
z ≠ 0 : |
z2 |
|
+ |
− 1 |
= 0 . |
|||||||||
|
2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
z |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вводя новую неизвестную |
|
|
y |
= t > 0 ( y > 0 и z > 0 ), получим t2 + t −1= 0 . Дискри- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
z |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
минант уравнения D = 1 + 4 = 5 > 0; |
|
D = |
5. |
|
Вычислим корни уравнения: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t1 = |
−1− |
5 < 0 – посторонний корень, т.к. |
|
|
; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t |
> 0 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 = |
− 1 + |
5 > 0 – удовлетворяет условию t > 0 . |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
2 − x− 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В силу того, что |
t |
= |
|
|
= |
|
|
|
|
|
, поэтому решим уравнение |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 −1 |
|
− 1 |
5 −1 |
||||||||||
|
2 − |
x |
|
5 −1 |
|
|
2 − |
x |
|
|
2 log |
2 |
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
; |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
3 |
|
|
; |
− |
|
|
= log |
|
|
; x = −log |
|
|
|
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
3 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
е) уравнения, требующие знания свойств функций и умения рассуждать.
Пример 58. Решить показательное уравнение 5x x 8x −1 = 500 .
В уравнение входит корень степени x , отсюда x N и x ≥ 2 . Перепишем урав-
|
|
|
x − 1 |
|
|
|
|
|
|
3x − 3 |
|
|
|
|
x |
= 3 |
|
|
|
|||
нение в виде 5 |
x |
8 |
|
3 |
2 |
2 |
; |
5 |
x |
|
|
3 |
2 |
2 |
; |
|
|
|
|
|
. Подставив x = 3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
x = 5 |
|
|
2 x = 5 |
|
3x − 3 |
= 2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
во второе уравнение системы, убеждаемся в том, что это значение является корнем исходного уравнения.
ж) уравнение вида |
A a x + B b x = C c x , не сводящееся к однородному, |
|||||
может быть преобразовано путём деления на c x ≠ 0 в уравнение |
||||||
|
|
|
|
|
A g x + B q x = C , |
|
которое решается только в следующих частных случаях: |
||||||
– если g q = 1 (числа g |
и q являются взаимно-обратными), то, вводя |
|||||
замену gx = y, qx = |
1 |
= |
1 |
|
(y > 0, x R), получаем квадратное уравнение |
|
gx |
y |
|||||
|
|
|
A y2 − C y + B = 0 ;
–если g = qm (или q = g m ), то вводя замену g x = y > 0 и q x = (g x )m = ym , получаем алгебраическое уравнение B y m + A y − C = 0 ;
–если A = B = C = 1 и g 2 + q2 = 1, то полагая g = sinα и q = cosα , получают
41
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
очевидный корень;
– иногда для таких уравнений удаётся сразу увидеть очевидный корень, после чего доказывают, что других корней нет.
|
+ |
x |
|
− |
x |
= 10 . |
Пример 59. Решить показательное уравнение 5 |
24 |
+ 5 |
24 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
Перепишем уравнение в виде (5 + |
|
24 ) |
|
+ (5 − |
24 ) |
|
= 10 и заметим, что числа |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 + 24 и 5 − |
24 |
|
являются взаимно-обратными, т.е. (5 + |
24 )(5 − |
|
24 ) = 1 . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Поэтому 5 − 24 = |
5 + |
1 |
24 |
|
, следовательно, уравнение принимает вид |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 + 24) |
x |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 10 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 + |
|
24) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Введём новую неизвестную (5 + |
|
24 ) |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
2 |
= y > 0 , тогда имеем |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
y + 1 |
= 10 ; |
|
y 2 − 10 y + 1 = 0. |
|
D = 100 − 4 = 96 > 0; |
|
D = 4 |
6 . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y = 10 − 4 6 = |
5 − 2 6 = 5 − 24 > 0, y |
2 |
= 10 + 4 6 = 5 + 2 6 = 5 + 24 > 0 . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решим показательные уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
: (5 + |
24 ) |
|
x |
|
|
|
|
|
(5 + |
|
24 ) |
x |
= (5 + |
|
24 ) −1; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
y |
|
2 |
|
|
= 5 − |
|
24; |
|
2 |
|
|
|
|
x = −2; |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
y2 : (5 + 24 ) |
|
|
= 5 + 24; (5 + 24 ) |
|
= (5 + 24 )1; x2 = 2 . |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Пример 60. Решить показательное уравнение 1+ 3 |
x |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
= 2x . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
x |
|
3 |
x |
|||||||
Разделим обе части уравнения на 2 ≠ 0, тогда получим |
|
+ |
|
|
= 1. Итак, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
A = B = C = 1 и |
1 |
|
2 |
|
3 |
2 |
1 |
+ |
3 |
= 1 , поэтому существует такой угол α , для |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
+ |
|
|
|
= |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
которого sinα |
= |
1 |
|
|
и cosα = |
3 , тогда уравнение можно переписать в виде |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
sin x α + cos x α = 1. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Сравнивая это уравнение с основным тригонометрическим тождеством |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin2 α + cos2 α = 1 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приходим к выводу, что это уравнение (а, следовательно, и исходное уравнение) имеет единственное решение x = 2 .
Пример 61. Решить показательное уравнение 3x + 4 x = 5x .
Уравнение имеет корень x = 2 (теорема Пифагора). Докажем, что этот корень
единственен. Разделим обе части уравнения на |
|
x |
|
|
3 |
x |
|
|
5 |
x |
4 |
|
, получим |
|
|
|
+ 1 = |
|
|
. |
|
|
4 |
4 |
42
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
|
|
3 |
x |
3 |
|
|
||
В левой части стоит функция |
f (x) = |
|
|
+ 1 с основанием 0 < a = |
|
< 1 |
, т.е. она |
|
4 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
убывает для всех |
x R . Справа от знака равенства стоит функция |
g(x) = |
|
5 |
x |
||
|
|
|
|||||
4 |
|||||||
с основанием b = |
5 |
> 1 , которая для тех же значений переменной x |
возраста- |
||||
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ет. Графики убывающей и возрастающей показательных функций пересекаются в единственной точке, которой является точка x = 2 .
При решении неравенств надо помнить:
– при основании a > 1 из неравенства a f ( x) > a g( x) ( a f ( x) < a g ( x) ) следует неравенство f (x) > g(x) ( f (x) < g(x)), т.е. знак неравенства для показателей степеней сохраняется.
– при основание 0 < a < 1 , то из неравенства >a (a f (x) < a g(x)) следует неравенство f (x) < g(x) ( f (x) > g(x) ), т.е. знак неравенства для показателей степеней при 0 < a < 1 изменяется на противоположный.
Пример 62. Решить показательное неравенство 23 − 6 x > 1.
Перепишем неравенство в виде 23 − 6x > 20. Основание показательной функции
a = 2 > 1, |
следовательно, для показателей степени имеем неравенство 3−6x > 0, |
|||||||||||||
откуда 6x < 3; |
x < |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример 63. Решить показательное неравенство 2 x + 2 1− x < 3 . |
||||||||||||||
Так как 2 1 − x = |
2 |
|
, то введя новую неизвестную 2 x = y > 0 , получим |
|||||||||||
2 x |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
y + |
− 3 < 0 или y2 − 3y + 2 < 0 ( y > 0 ). |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
||
По теореме Виета корни этого уравнения равны y1 = 1 и y2 = 2 , т.е. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 − 3y + 2 = ( y − 1)( y − 2) < 0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
+ |
|
– |
+ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
○ |
○ |
y |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
y (1; 2) . |
|
Отсюда имеем двойное неравенство 1 < 2x < 2 . Решим неравенства |
||||||||||||||
2 x > 1 |
; |
2 x |
> 20 |
|
|
|
|
x |
> 0 |
. |
|
|
||
|
|
< 21 |
|
(a = 2 > 1) ; |
< 1 |
|
|
|||||||
2 x < 2 |
|
2 x |
|
|
|
|
x |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б. Логарифмическая функция y = loga x |
(или y = log a f (x) ( a > 0, a ≠ 1 )) |
|||||||||||||
обладает следующими свойствами: |
|
|
1)область определения функции x > 0 ( f (x) > 0) ;
2)если 0 < a < 1 , то функция убывает для всех значений x ( f (x)) из области определения функции;
43
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
3) если a > 1 , то функция возрастает для всех значений x ( f (x)) из области определения функции;
4) |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
5) |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
6) log |
b = |
1 |
|
; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
log a 1 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
log a a = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
logb a |
|
|
|
|
|
||
7) log |
|
|
|
logc b |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
8) log |
|
a x |
= x ; |
|
|
|
|
9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||||||||||
a |
b = |
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
log |
x2n = 2nlog |
|
x |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
logc a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
10) loga x2 n+1 = (2n + 1) loga x ; |
|
|
|
11) log |
a |
m |
x = |
loga x ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
12) log |
a |
m xn = |
log |
|
a |
|
|
|
x |
|
; |
|
|
|
|
|
13) log |
a |
n |
xn = log |
|
a |
|
|
|
|
x |
|
; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
14) log |
a |
(x y) = log |
a |
|
x |
+ log |
a |
y |
; |
|
15) log |
a |
|
|
|
= log |
a |
|
x |
− log |
a |
y |
; |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16) aloga x = x – основное показательно-логарифмическое тождество.
Рассмотрим приёмы решения логарифмических уравнений:
а) использование определения логарифмической функции для решения уравнений loga f (x) = b (потенцирование).
41. Логарифмом числа b по основанию a называется показатель степени c , в которую надо возвести число a , чтобы получить число b ( loga b = c b = ac , a > 0, a ≠ 1 ) (логарифмическая функция является обратной функцией к показательной функции).
Пример 64. Решить логарифмическое уравнение log4(2log3(1+ log2(1+ 3log3 x)))= 12 .
Выражение, стоящее под знаком логарифма должно быть строго положительным, поэтому запишем ОДЗ (см. внутренние скобки):
x > 0 |
|
|
|
|
|
+ 3 log 3 x > |
0 |
|
|
1 |
|
. |
||
|
+ log 2 (1 + 3 log 3 x) > |
0 |
||
1 |
|
|||
|
|
(1 + 3 log 3 |
x)) > 0 |
|
log 3 (1 + log 2 |
|
Решим исходное уравнение и воспользуемся проверкой, т.е. подставим най-
1
денное решение в исходное уравнение: 2 log3 (1 + log2 (1 + 3log3 x)) = 4 2 . Выраже-
1 |
|
|
|
ние, стоящее слева положительно, значит для 4 |
2 |
= |
4 = ± 2 выбираем ариф- |
метическое значение корня (знак “+”): |
|
||
2 log3 (1 + log2 (1 + 3log3 x)) = 2, log3 (1 + log2 (1 + 3log3 x)) = 1, 1 + log2 (1 + 3log3 x) = 31 |
|||
log2 (1 + 3log3 x) = 2, 1 + 3log3 x = 22 , 3log3 x = 3, |
log3 x = 1, x = 3 . |
Используя проверку, убеждаемся, что x = 3 является корнем заданного уравнения.
б) использование свойств логарифмов (наиболее часто используют-
ся свойства 7)-15)).
44
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
Пример 65. Решить логарифмическое уравнение
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
log3 (x + 1) + log3 |
(x + 3) − log3 |
|
|
|
x + |
||
|
|
|
|
3 |
|||||||
x + 1 > 0 x + 3 > 0 |
|
|
|
|
|
||||||
x > − 1 x > − 3 |
. |
|
|||||||||
Найдём ОДЗ: |
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|||
4 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
+ |
|
> 0 |
x > − |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
= 1 . |
|
|
|
||
3 |
|||
|
|
○ |
|
|
○ |
|
|
○ |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
− 3 |
|
− |
5 |
|
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
x (−1; ∞) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x + 5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Используя свойства 14) и 15), получим log3 [(x + 1)(x + 3)] |
|
||||||||||||||||||||||||
− log3 |
|
|
|
= 1; |
|||||||||||||||||||||
3 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
+ 4x + 3 |
2 |
+ 4x + 3 |
2 |
|
x |
2 |
+ 4x + 3 |
− 4x − 5 |
|
|
2 |
|
|
||||||||||
log |
3 |
x |
=1; |
3 |
x |
|
= 3; |
x + 4x + 3 |
=1; |
|
= 0; |
x − 2 |
= 0; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3 |
|
4x + 5 |
|
|
|
|
|
4x + 5 |
|
4x + 5 |
|
4x + 5 |
|
|
|
4x + 5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
x2 − 2 = 0; |
x2 = 2; x |
= − |
2, x |
2 |
= 2 . |
Подставляя корни в ОДЗ, |
определяем, что |
||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
корень x1 |
= − |
2 является посторонним. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) использование основного логарифмического тождества (свойст-
во 16).
Пример 66. Решить логарифмическое уравнение log2 (9 − 2x ) = 5log 5 (3− x) .
Найдём ОДЗ: |
|
− 2 |
x |
> 0 |
; |
|
x |
< 9 |
; |
x < log |
|
9 |
. |
|
9 |
|
2 |
|
|
x < 3 |
2 |
|
|||||||
|
3 − x > 0 |
|
x < 3 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3○ |
|
|
|
log○2 9 |
|
|
|
x |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x (−∞;3) . |
|
|
Применим в правой части уравнения свойство 16) log2 (9 − 2x ) = 3 − x . Проведём
потенцирование 9 − 2x = 23−x ; 9 − 2x |
= |
8 |
; 2x = y > 0; |
8 |
+ y − 9 = 0; y2 |
− 9y + 8 = 0 |
. По те- |
||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
2x |
|
y |
|
|
||
ореме Виета y1 = 1 и y2 = 8 . Решим показательные уравнения |
|
|
|||||||||
y = 1 |
: |
2 x = 1; |
2 x = 2 |
0. x |
= 0 ОДЗ; |
|
|
||||
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
y2 = 8 |
: |
2 x = 8; |
2 x = 23. x2 = 3 ОДЗ – лишний корень. |
|
г) переход к другому основанию (свойство 7)).
Пример 67. Решить логарифмическое уравнение
|
|
|
|
log2 (x − 1) + 2 log4 (x + 1) − 3log8 (2x + 1) = 1. |
|||||
Запишем ОДЗ: x − 1 > 0 x + 1 > 0 |
|
x |
> 1 |
|
x > −1 |
||||
; |
|
|
1 |
. |
|||||
|
|
|
|
2x + 1 > 0 |
|
x > − |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
○ |
|
○ |
○ |
|
x |
|
|
||
−1 |
− |
1 |
|
1 |
|
x (1; |
∞). |
||
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
Применим свойство 7) log4 |
(x + |
1) = |
log2 (x + 1) |
= |
|
log2 (x + 1) |
= |
log2 (x + 1) |
= |
log2 (x + 1) |
; |
||||||||||||||||||
log2 |
4 |
|
|
log2 22 |
2 log2 2 |
|
|
|
2 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
log2 (2x +1) |
|
log2 (2x +1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
log8 (2x +1) = |
= |
. Подставим найденные выражения в исходное |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
log2 8 |
|
3 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
уравнение log2 (x − 1) + log2 (x + 1) − log2 (2x + 1) = 1; log2 |
(x − 1)(x + 1) |
|
= 1; |
x2 − 1 |
= 2 ; |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2x + 1 |
|
2x + 1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
x2 −1− 4x − 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
= 0 ; x2 |
− 4x − 3 = 0 . Решим квадратное уравнение: |
D = 16 +12 = 28 > 0 ; |
||||||||||||||||||||||||||
|
2x + 1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
D = 2 7 ; |
x |
= 4 − 2 |
|
7 = 2 − |
7 (≈ −0.65) |
|
|
|
x = 4 + 2 |
7 = 2 + |
|
7 (≈ 4.65) |
|
|||||||||||||||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
ОДЗ; |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ОДЗ. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
д) замена неизвестной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Пример 68. Решить логарифмическое уравнение lg2 x − 3lg x = lg x2 − 4 . |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Для данного уравнения ОДЗ: x > 0 . Используя свойство 9), перепишем lg x2 в |
|||||||||||||||||||||||||||||
виде 2 lg x , тогда имеем lg2 x − 3lg x = 2 lg x − 4 ; |
|
lg 2 x − 5 lg x + 4 = 0 . Введём новую |
неизвестную y = lg x , тогда уравнение примет вид y2 − 5y + 4 = 0. По теореме Виета корни уравнения y1 = 1 и y2 = 4 . Решим логарифмические уравнения
|
|
|
y1 = 1: |
lg x = 1; |
x1 = 10 ОДЗ; |
|
|
|||||||||
|
|
|
y2 = 4 : |
lg x = 4; |
x2 = 104 ОДЗ. |
|
||||||||||
е) однородное логарифмическое уравнение |
|
|
|
|
||||||||||||
Пример 69. Решить логарифмическое уравнение |
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
x + 10 |
|
x |
|
|
1 |
|
x |
|
2 |
5 − x |
||||
2 lg |
|
|
|
− lg |
|
+ 2 lg |
|
− |
|
|
= lg |
|
|
. |
||
|
5 |
|
2 |
|
10 |
|||||||||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
10 |
|
|
|
ОДЗ имеет вид: |
x + 10 > 0 |
; x > −10 x (−10; 5) . Введём новые неизвестные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 − x > 0 |
x < 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
x |
+ 10 |
|
|
|
|
|
5 − x |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
x + 10 |
|
|||||||||||||
lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= y |
и |
lg |
|
|
= z , тогда с учётом того, что |
lg |
|
+ |
2 |
= lg |
|
|
и |
||||||||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
5 |
5 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 x |
|
|
5 − x |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|||||||||||||
lg |
|
− |
|
|
|
|
= lg |
|
|
, преобразуем уравнение к виду |
2 y |
|
− y z = z |
|
; |
2 y |
|
− y z− z |
|
= 0; |
|||||||||||||||
2 |
10 |
|
10 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
2 |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= t , приходим к уравне- |
||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
z |
2 − |
z |
− 1 = 0 . Вводя ещё одну неизвестную |
|
z |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нию z2 ( 2 t2 − t − 1) = 0 , которое эквивалентно совокупности уравнений
|
z = 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
y = 0; |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2t 2 − t − 1 = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
5 − x |
|
|
|
5 − x |
|
|
|
|
|
||||
|
lg |
|
|
= 0 |
|
= 1 |
5 − x = 10 |
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
10 |
|
|
|
|
10 |
; |
; |
||||||
Решим первую систему уравнений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
x + 10 |
|
|
|
x + 10 |
|
= 1 |
x + 10 |
= 5 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
= |
0 |
|
|
|
|
|||||
|
lg |
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|||||
x = −5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
x = −5 ОДЗ. В силу того, что решения каждого уравнения совпа- |
||||||||||||||||
x = −5 |
46
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
дают, то |
x = −5 является корнем уравнения. Решим второе уравнение сово- |
|||||||
купности |
2 t 2 − t − 1 = 0; D = 1 + 8 = 9; D = 3. t = 1− 3 |
= − 1 |
; |
t |
2 |
= 1+ 3 |
= 1. Решим ло- |
|
|
1 |
4 |
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
гарифмические уравнения:
|
|
x |
+ 10 |
|
|
|
||||
|
|
lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|||
t |
= − 1 : |
|
|
|
|
|
= − |
1 ; |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
2 |
5 |
− x |
|
2 |
|||||
|
|
lg |
|
|
|
|
|
|||
|
|
10 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
x + 10 |
|
5 |
− x |
x + 10 |
2 |
|
5 − x |
= 0 ; |
|||
2 lg |
|
|
= − lg |
|
; |
lg |
|
|
+ lg |
|
|
|
|
|
5 |
10 |
|||||||||
|
5 |
|
10 |
|
|
|
|
|
x + 10 2 |
|
5 − x |
|
x2 |
+ 20x + 100 |
|
5 − x |
|
3 |
|
2 |
|
= 0 . |
||||||
lg |
|
|
|
|
|
= 0; |
|
|
|
|
= 1; x |
|
+ 15x |
|
− 250 |
||||
|
|
|
25 |
|
10 |
|
|
||||||||||||
|
5 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Преобразуем полученное уравнение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x3 + 5x2 + 10x2 − 250 = 0 или x2 (x + 5) + 10(x2 − 25) = 0 . |
|
|
|||||||||||||||
Следовательно, |
x2 (x + 5) + 10(x + 5)(x − 5) = 0 или |
|
(x + 5)(x2 + 10x − 50) = 0 . |
Получен- |
|||||||||||||||
ное уравнение равносильно совокупности уравнений x + 5 = 0 |
|
|
. Первое |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 + 10x − 50 = 0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уравнение даёт уже найденный корень x1 = −5 . Решим второе уравнение сово-
купности x2 + 10x − 50 = 0; D = 100 + 200 = 300 > 0; D = 10 3 .
t2 = 1:
x = −5
|
|
x2 |
= |
− 10 − 10 |
3 |
= −5 − 5 |
3 = −5 (1 + |
|
3 ) < −10 x2 ОДЗ; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 = 5 ( |
3 − 1 ) < 5 x ОДЗ. |
||||||
|
|
|
x |
= − 10 + 10 |
3 = −5 + 5 |
|||||||||||||||
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||||||
lg |
x + 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
5 |
|
|
|
x + 10 |
|
|
5 − x |
|
|
x + 10 |
|
5 − x |
|
||||||
|
|
|
= 1; lg |
|
= lg |
|
|
= |
; 2x + 20 = 5 − x; 3x = −15; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
lg |
5 − x |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
5 |
10 |
|
||||||||
|
|
|
10 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– ранее найденный корень.
При решении неравенств надо помнить:
– при основании логарифмической функции 0 < a < 1 из неравенства
loga f (x) > loga g(x) следует f (x) < g(x) ,
знак неравенства для подлогарифмических функций меняется на противоположный.
– при основании логарифмической функции a > 1 знак неравенства для подлогарифмических функций не меняется
|
|
|
loga |
f (x) > loga g(x) f (x) > g(x) . |
|
|
|
|
|
|
||||||
Рассмотрим решение некоторых типичных неравенств. |
|
|
|
|||||||||||||
Пример 69. Решить логарифмическое неравенство log1 |
(5x − 1) > 0 . |
|
||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ОДЗ: 5x −1 > 0; x > |
|
|
x |
|
|
; ∞ . Так как 0 |
= log1 1, то log1 (5x − 1) |
> log1 |
1 . С учё- |
|||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
том того, что основание логарифма a = 13 < 1, то знак неравенства меняется на
47
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
противоположный 5x − 1 < 1; 5x < 2; |
x < |
2 |
. Накладывая это решение на ОДЗ, |
||||||
5 |
|||||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
получим: |
x |
|
; |
|
. |
|
|
|
|
5 |
5 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Пример 70. Решить логарифмическое неравенство log2 (x − 1) − log2 (2 − x) > 1.
Определим ОДЗ: |
x −1 > 0 |
x > 1 |
x (1; 2) . Используя свойства логарифми- |
|
|
− x > 0 |
; |
||
|
2 |
x < 2 |
|
ческой функции, перепишем уравнение в виде |
|
|
x − 1 |
|
2 , так как ос- |
||
log2 |
|
|
|
> log2 |
|||
2 − x |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
x −1 |
|
|
x −1 |
|
3x − 5 |
|
|
|
|
3 x − |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||||||||||||||
нование a = 2>1, то |
> 2; |
|
− 2 > 0; |
> 0 ; |
|
|
|
|
; |
< 0 . |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 0 |
x − |
|
(x − 2) |
||||||||||
+ |
|
– |
2 |
− x |
|
2 |
− x |
+ |
− (x − 2) |
|
|
|
|
x − 2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
○ |
|
|
|
○ |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
5 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
; 2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||
Полученное решение полностью содержится в ОДЗ: |
x |
|
; 2 . |
|
3 |
||||
|
|
|
В. Рассмотрим прямоугольный треугольник ABC (см. ниже).
42. Стороны AC и CB называются катетами, а сторона AB – гипо-
тенузой.
B
α
A C
43.Отношение катета, лежащего против угла α , к гипотенузе называется синусом угла α : sinα = CBAB .
44.Отношение катета, противолежащего против угла α , к гипотенузе называется косинусом угла α : cosα = ACAB .
45.Отношение противолежащего катета к прилежащему к углу катету называется тангенсом угла α : tgα = CBAC .
46.Отношение прилежащего катета к противолежащему к углу катету называется котангенсом угла α : ctgα = CBAC .
Из приведенных определений следует, что
sin α |
и |
|
cosα |
1 |
|
. |
|
tgα = cosα |
ctgα = |
|
= |
|
|
||
sinα |
tg α |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
47. Функция, которая в произведении с синусом равна единице, т.е.
48
Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике
является к синусу алгебраически обратной, называется косекансом:
cos ecα = sin1α .
48. Функция, которая в произведении с косинусом равна единице, т. е. является к косинусу алгебраически обратной, называется секан-
сом: secα = 1 . cosα
49. Уравнения (неравенства), в которые входят тригонометрические функции sin α , cosα , tgα , ctgα , secα и cos ecα , называются триго-
нометрическими уравнениями (неравенствами).
При решении тригонометрических уравнений (неравенств) надо знать и помнить следующие сведения:
– значения функций sin α и cosα на интервале [0; 2π ] (остальные функции выражаются через эти функции) приведены в табл. 9.
Таблица 9.
Значения синуса и косинуса на интервале [0; 2π ] .
Значения синуса и косинуса на интервале [ 0; π ]
α |
0 |
π |
π |
π |
π |
|
2π |
|
3π |
|
|
5π |
|
||||||||
|
|
6 |
|
4 |
3 |
|
2 |
3 |
|
|
4 |
|
|
|
6 |
|
|
||||
sinα |
0 |
|
1 |
|
2 |
3 |
1 |
3 |
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
||||
cosα |
1 |
3 |
2 |
1 |
|
0 |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
− |
|
− |
|
|||||||
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
|
2 |
2 |
2 |
Значения синуса и косинуса на интервале [π ; 2π ]
α |
π |
|
7π |
|
|
5π |
|
|
4π |
|
|
3π |
|
|
5π |
|
|
7π |
|
11π |
|
|||||||||
|
|
|
6 |
|
|
|
4 |
|
|
3 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
6 |
|
|
|||
sinα |
0 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
− 1 |
|
|
3 |
|
|
2 |
1 |
|
|
||||||||
|
|
− |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|
|
− |
|
|
− |
|
|
|
− |
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
2 |
|
|||||||||||||||
cosα |
− 1 |
− |
3 |
− |
2 |
− |
1 |
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
– в табл. 9 приведены значения для положительных углов, а для отрицательных углов используются свойства нечётности sinα :
sin(−α ) = − sinα ,
и чётности функции cosα :
cos(−α ) = cosα .
Например, при решении простейшего уравнения |
π |
|
= |
2 |
|
sin |
3 |
− x |
2 |
||
|
|
|
|
его лучше записать в виде |
|
π |
= |
2 |
, а затем обе части уравне- |
|
− sin x − |
3 |
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
ния умножить на (–1). Аналогичное уравнение для косинуса (в силу
49