Matematyka dla liceum/Funkcja wykładnicza i logarytmiczna/Rozwiązywanie równań logarytmicznych

Z testwiki
Wersja z dnia 18:36, 26 lip 2020 autorstwa imported>Persino
(różn.) ← poprzednia wersja | przejdź do aktualnej wersji (różn.) | następna wersja → (różn.)
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Rozwiązywanie równań logarytmicznych

Szablon:Indeksuj Szablon:Mat:Def

Wyznaczając rozwiązania równania logarytmicznego powinno się:

  1. Ustalić dziedzinę
  2. Rozwiązać równanie. Mogą się okazać przydatne poniższe własności logarytmów:
    • lognb=xb=nx np. log12(3x)=23x=(12)2
    • Z równości logarytmów o tych samych podstawach wynika równość liczb logarytmowanych np. log3(x+3)=log3(x2+1)x+3=x2+1, ze względu na to, że funkcja logarytmiczna jest różnowartościowa.
  3. Podać odpowiedź.

Przykład 1

Rozwiążmy równanie log2x=5.

  1. Ustalamy dziedzinę: x+
  2. Własność lognb=xb=nx sprawdzi się w tym przypadku. Otrzymamy
    log2x=5x=25=32
  3. Odp. x=32


Przykład 2

Chcemy rozwiązać równanie log3(415x)=2. Możemy to zrobić w ten sposób:

  1. Ustalamy dziedzinę:
    415x>015x>4x<20
    Zatem mamy równanie log3(415x)=2,D=(;20)
  2. Z własności lognb=xb=nx i przekształcając odrobinę to równanie otrzymujemy:
    log3(415x)=2415x=32
    15x=5
    x=25,D
  3. Czyli rozwiązaniem tego równania jest -25.

Przykład 3

Rozwiążemy równanie log5x2=3.

  1. Ustalamy dziedzinę:
    Liczba logarytmowana musi być większa od 0, dlatego zakładamy, że x2>0x0. Zatem D={0}.
  2. log5x2=3x2=53=125
  3. I znajdujemy pierwiastki równania:
    x2125=0
    (x55)(x+55)=0
    czyli x1=55D i x2=55D
  4. Odp. x{55;55}

Przykład 4

Rozwiążmy równanie log22x10log2x+16=0. (Pamiętamy, że log22x=(log2x)2, a nie log2(x2).)

  1. Ustalamy dziedzinę: D=+
  2. Podstawiamy zmienną pomocniczą t=log2x do równania log22x10log2x+16 i otrzymujemy:
    t210t+16
  3. Δ=102416=36, Δ=6.
  4. t1=1062=2, t2=10+62=8
  5. Ponieważ t=log2x, więc:
    log2x=t1=2
    x=22=4D
    lub log2x=t2=8
    x=28=256D
  6. Odp. x{4;256}

Przykład 5

Spróbujmy rozwiązać równanie log2xlog4x=3.

  1. Ustalamy dziedzinę: D=+
  2. Obydwa logarytmy musimy sprowadzić do wspólnej podstawy. W tym celu wykorzystujemy wzór logab=logcblogca. log4x możemy zapisać jako log2xlog24=log2x2. Zatem nasze równanie przybierze postać:
    log2xlog2x2=3
    log2x2=3
    Obustronnie mnożymy przez 2:
    log2x=6
    x=26=64
  3. Odp. x=64

Przykład 6

Rozwiążmy równanie 2log3(x3)log19(x3)=5

  1. Ustalamy dziedzinę: D=(3;+)
  2. Obydwa logarytmy podobnie jak w poprzednim przykładzie sprowadzamy do wspólnej podstawy otrzymując:
    2log3(x3)log3(x3)log319=5
    2log3(x3)log3(x3)2=5
    52log3(x3)=5
  3. Teraz obustronnie dzielimy przez 52 i mamy:
    log3(x3)=2
  4. x3=32=9x=12
  5. Odp. x=12

Przykład 7

Rozwiążmy równanie 2logx33=2.

  1. Ustalamy dziedzinę pamiętając, że podstawa logarytmu musi należeć do sumy przedziałów (0;1)(1;+):
    x3(0;1)(1;+)
    czyli D=(3;4)(4;+)
  2. Skorzystamy z własności klogax=logaxk:
    2logx33=2logx332=2
    zatem logx39=2
  3. Ostatecznie otrzymujemy równanie kwadratowe:
    9=(x3)2
    9=x26x+9
    x(x6)=0
    Otrzymujemy: x1=0∉D i x2=6D
  4. Odp. x=6


Szablon:Nawigacja