Разбор решения логарифмических уравнений и неравенств для профильных классов

Разделы: Математика


“Ладно, мы не знаем логарифмов, но мы хотим их узнать:
пусть нам дадут эту возможность, а то мы ее сами возьмем”.

А. Платонов “Институт вместо курсов”.

В ходе изучения математики в профильном курсе старшей школы учащиеся продолжают овладение разнообразными способами деятельности, приобретают и совершенствуют опыт:

  • проведения доказательных рассуждений, логического обоснования выводов, использования различных языков математики для иллюстрации, интерпретации, аргументации и доказательства;
  • решения широкого класса задач из различных разделов курса, поисковой и творческой деятельности при решении задач повышенной сложности и нетиповых задач;
  • планирования и осуществления алгоритмической деятельности: выполнения и самостоятельного составления алгоритмических предписаний и инструкций на математическом материале; использования и самостоятельного составления формул на основе обобщения частных случаев и результатов эксперимента; выполнения расчетов практического характера;
  • построения и исследования математических моделей для описания и решения прикладных задач, задач из смежных дисциплин и реальной жизни; проверки и оценки результатов своей работы, соотнесения их с поставленной задачей, с личным жизненным опытом;
  • самостоятельной работы с источниками информации, анализа, обобщения и систематизации полученной информации, интегрирования ее в личный опыт.

Решим несколько примеров, для того, чтобы показать алгоритмическую деятельность при решении задач математики.

Пример 1. Решить уравнение:

Решение: Заметим, прежде всего, что

После подстановки этого разложения уравнение принимает вид:

Обозначим Тогда имеем:

Решаем два уравнения:

1)

Оба числа не входят в ОДЗ.

2)

Ответ:

Пример 2. Решить уравнение:

Решение: Степенно-показательная функция может быть равна единице в двух случаях:

1)

Решим уравнение

Оба корня годятся.

2)

Покажем, что оно не имеет решения, то есть функция

Имеем

Осталось показать, что

Однако, поскольку

Ответ:

Пример 3. Решить неравенство:

Решение: Преобразуем выражение в левой части:

Теперь нам легче разобраться с ОДЗ:

Как и полагается в таких ситуациях, рассмотрим два случая:

1)

В этой области наше неравенство эквивалентно такому:

Поскольку

2) .

Заметим, что неравенство

При выполнении условия

Ответ:

Пример 4. Решить неравенство:

Решение: ОДЗ: Логарифмируя и обозначая

Последняя совокупность эквивалентна, с учетом ОДЗ, такой:

Ответ:

Данные решения примеров целесообразно применять как преподавателям, так и ученикам.