Matematyka dla liceum/Funkcja wykładnicza i logarytmiczna/Rozwiązywanie równań i nierówności wykładniczych

Z testwiki
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Rozwiązywanie równań wykładniczych

Szablon:Indeksuj Szablon:MDL:Rozszerzony

Przykładami równań wykładniczych mogą być: 3x=27
(215)x2=15
(12)12x=2x+2
22x52x10=0

Schemat rozwiązywania równań wygląda tak:

  1. Ustalamy dziedzinę.
  2. Sprowadzamy równanie, aby miało takie same podstawy lub sprowadzamy je do równania kwadratowego albo jeszcze do innego równania, tworząc przy tym odpowiednie założenia. Z równości podstaw wynika równość wykładników.
  3. Rozwiązujemy równanie.
  4. Sprawdzamy, czy rozwiązania przekształconych równań spełniają nasze założenie.
  5. Podajemy odpowiedź.


Przykład 1

Chcemy rozwiązać równanie (14)12x1=16x+3, możemy to zrobić w ten sposób:

  1. Ustalamy dziedzinę:
    (14)12x1=16x+3,D=
  2. Sprowadzamy do tej samej podstawy:
  3. (41)12x1=(42)x+3412x+1=42x+6
  4. Z równości potęg wynika równość wykładników:
  5. 12x+1=2x+6212x=5/:(212)x=2,D
  6. Zatem rozwiązaniem równania jest -2.
  7. Możemy sprawdzić rozwiązanie:
  8. L=(14)12x1=(14)12(2)1=(14)2=16
    P=16x+3=162+3=16 
    Zatem L=P 

Przykład 2

Jeśli chcemy rozwiązać równanie 2x+27x=24, możemy to zrobić w ten sposób:

  1. Ustalamy dziedzinę i przekształcamy równanie:
  2. 2x+27x=24,D=
  3. 2x+272x=24
  4. Podstawiamy 2x=t,t+
  5. t+128t=24 /t
  6. t224t+128=0 
  7. Otrzymujemy:
  8. t1=8=23,+
  9. t2=16=24,+
  10. Ponieważ 2x=t :
  11. 2x=t1  lub 2x=t2 
  12. 2x=23  lub 2x=24 
  13. x=3  lub x=4 
  14. Liczby 3 i 4 są rozwiązaniami tego równania.

Rozwiązywanie nierówności wykładniczych

Szablon:Indeksuj Przykładami nierówności wykładniczych są:

2x>(12)2x12
3x22<33
(19)x>3412x

W celu rozwiązania nierówności wykładniczej należy:

  1. Ustalić dziedzinę
  2. Sprowadzić obie strony do tych samych podstaw albo przekształcić do innego równania, które potrafimy rozwiązać.
  3. Wykorzystujemy własności funkcji wykładniczej, przekształcając odpowiednio równanie:
    dla a(1;+)
    an>amn>m
    an<amn<m
    analogicznie dla porównań „mniejszy bądź równy”, czy też „większy bądź równy”
    W skrócie: kiedy funkcja jest rosnąca znak nierówności pozostaje bez zmian.
    dla a(0;1)
    an>amn<m
    an<amn>m
    analogicznie dla porównań „mniejszy bądź równy”, czy też „większy bądź równy”
    W skrócie: kiedy funkcja jest malejąca znak nierówności zamieniamy na przeciwny.
  4. Rozwiązujemy otrzymane równanie.
  5. Udzielamy odpowiedzi.

Popatrzmy jeszcze raz na punkt trzeci. Wynika z niego, że jeśli mamy równanie 22x123x, możemy je przekształcić na równanie 2x13x , ponieważ a=2(1;+). Natomiast (12)2x1>(12)3x2x1<3x, ponieważ a=12(0;1).


Przykład 1

Chcemy rozwiązać nierówność (14)x>(12)2xx+1. W tym celu:

  1. Ustalamy dziedzinę:
    (14)x>(12)2xx+1,D={1}
  2. Sprowadzamy do tych samych podstaw:
    [(12)2]x>(12)2xx+1
    (12)2x>(12)2xx+1
  3. Ponieważ a=12, wykorzystujemy prawo an>amn<m:
    2x<2xx+1
  4. Przenosimy wszystko na jedną stronę i sprowadzamy do wspólnego mianownika:
    2x2xx+1<0
    2x2x+1<0
  5. Z własności ab<0ab<0, wynika że:
    2x2(x+1)<0x1=0, krotność 2 i x2=1 o krotności 1.
    Plik:Matematyka dla liceum-nierwyk-wykr1.png
  6. Czyli x(;1)


Szablon:Nawigacja