Логарифмы на ПВГ
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Обычно логарифмические неравенства начинают с ОДЗ, но тут с этим можно повременить. Давайте заметим, что если бы в левой части основания были поменяны местами, можно было бы с лёгкостью сделать их 2 и 3 и получить квадратное неравенство относительно произведения логарифмов.
Подсказка 2
Но можно же легко добиться идеи из первой подсказки, используя переход к новому основанию!
Подсказка 3
Итак, скорее всего вы уже решили квадратное неравенство и теперь думаете, как получить итоговый ответ относительно x. Для этого достаточно заметить, что произведение логарифмов в этой задаче — возрастающая функция.
Запишем ОДЗ:
На ОДЗ преобразуем логарифмы в левой части неравенства, используя формулу перехода к новому основанию:
Тогда исходное неравенство равносильно неравенству:
Отсюда
При функция
монотонно возрастает, и так как
то уравнение
имеет
единственный корень
На оставшемся множестве определения функции т.е. на множестве
функция
отрицательна, а потому
уравнение
не имеет решений.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сколько корней имеет уравнение
Источники:
Подсказка 1
Хм, для начала хотелось бы увидеть похожие выражения, чтобы приблизиться к разгадке, как такое решать. Для этого можно сразу сделать замену и воспользоваться свойствами логарифмов. И не забудьте про ОДЗ!
Подсказка 2
Да, просто так уравнение не решается, поэтому в дело вступает работа с функциями! Попробуйте понять, как они себя ведут, нарисовать эскизы графиков, тогда можно будет найти количество точек пересечения
Уравнение преобразуется к виду
причём:
1) левая часть уравнения — степенная функция, выпуклая вверх (так как ), определенная при
;
2) правая часть уравнения — линейная функция с положительным угловым коэффициентом;
3) при значение левой части меньше, чем значение правой части; при
значение левой части, наоборот, больше значения
правой, так как
при достаточно больших значениях правая часть уравнения будет больше левой, так как после деления их на
левая будет
стремиться к 0 , а правая к
Поэтому, так как функция выпуклая, то графики этих функций пересекаются ровно в двух точках (одна между 0 и 1 , другая правее 1 ).
Каждое из этих двух положительных значений порождает по два корня
исходного уравнения. Таким образом, всего корней
4.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Корень под корнем - не самая приятная вещь, давайте проведём замену t=√(x-2). Тогда x=t²+2. При подстановке в выражении выделяются полные квадраты, корни исчезают, и остаётся просто неравенство с логарифмом и модулями. Что мы можем сказать о возможных значениях t?
Подсказка 2
Конечно, из ОДЗ на x следует, что t больше 3/2. Давайте теперь посмотрим, как раскрываются модули при разных значениях t.
Подсказка 3
Верно, при t≤2 все t сокращаются. Тогда остаётся рассмотреть отдельно эти два случая (когда t сокращается и когда нет) и аккуратно найти объединение решений в каждом из случаев
Сделаем замену Тогда сведем неравенство к следующему виду, предварительно собрав полные квадраты
Так как то
При получаем
откуда
При получаем
Так как то левая часть уравнения больше
С другой стороны при
получаем , что
а тогда
и
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Видим, что правая и левая часть очень похожи скобочками. Какое свойство логарифма можно применить, чтобы сделать их еще более похожими?
Подсказка 2
a^(log_b{c})=c^(log_b{a}). После этого мы можем перейти к неравенству логарифмов, которое несложно решить)
Выпишем ОДЗ:
Вспомним свойство логарифма:
На ОДЗ неравенство равносильно
И так как , неравенство на ОДЗ равносильно
Что в свою очередь равносильно
Пересекая с ОДЗ, получаем ответ.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Для начала, конечно же, запишем ОДЗ! Теперь анализируем уравнение: метод рационализации здесь нам вряд-ли поможет, есть 2 логарифма, и по итогу хотелось бы их преобразовать к одинаковому виду и сделать замену.
Подсказка 2
Как их преобразовывать? Например, из первой скобки можно сделать один логарифм, а во втором логарифме избавиться от √х и разложить полученный логарифм на 2 хороших слагаемых!
Подсказка 3
Итак, по итогу мы можем из обоих логарифмов получить log_(x/2) 2, или подобный логарифм. Осталось лишь сделать замену этого логарифма на новую переменную, решить уравнение относительно неё, вернуться к логарифмам и учесть ОДЗ!
ОДЗ:
На ОДЗ по свойствам логарифмов получаем уравнение
При замене после возведения в квадрат (не равносильный переход, а следствие, так что корни проверим)
получаем
Обратная замена:
После подстановки в исходное уравнение получаем, что не подходит, а
подходит.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
В условии дана какая-то странная степень, можно ли из неё получить что-то хорошее?
Подсказка 2
Давайте получим логарифм с основанием x+1
ОДЗ: . Поскольку
, то имеем
Если , то равенство выполнено, иначе
и
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Перенесите 7 вправо и попробуйте преобразовать выражение.
Подсказка 2
Можно ли получить 2 похожих выражения?
Подсказка 3
Что можно сказать о функции в левой части?
Подсказка 4
Исследуйте её монотонность.
Уравнение равносильно
Заметим, что функция монотонно возрастает, но тогда и
монотонно
возрастает, откуда наше уравнение имеет не более 1 решения. Но мы знаем, что 7 — решение, поэтому оно единственное.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Приведём логарифмы сразу к удобному нам виду по свойству и сделаем естественную замену логарифма на t. А дальше у нас модули... Неприятно. Рассматривать случаи точно не очень хочется, потому что это ещё кубы раскрывать, а промежутка три штуки. Давайте думать, как избавиться от модуля. Не можем ли мы сразу отсечь половину числовой прямой? Давайте внимательно посмотрим на сумму модулей слева.
Подсказка 2
Верно, видим, что если вместо t подставить -t, то из-за модуля и суммы ничего не поменяется. У нас просто поменяются местами слагаемые. Значит, найдя решение положительное, найдём и отрицательное. Но от одного модуля мы ещё не избавились до конца. Остался небольшой промежуток от 0 до 1 для осуществления нашей "мечты". А будет ли вообще выполняться равенство на этом промежутке?
Подсказка 3
Точно, левая часть будет просто меньше, чем правая. Нам это никак не подходит. Теперь осталось только решить кубическое уравнение, однозначно раскрыв скобки, и не забыть про нашу симметрию.
Пусть , тогда
Заметим, что это выражение симметрично относительно , поэтому рассмотрим
и найдём решения. Если
, то левая
часть меньше правой, потому
, получим
Вторая скобка не имеет корней, потому остаётся только в силу симметрии, откуда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите произведение корней уравнения
Источники:
Подсказка 1
Давайте обозначим общее значение логарифмов за t. Какую систему уравнений можно из этого получить?
Подсказка 2
Получим систему уравнений на x и t. Давайте внимательно посмотрим на части с x. Что так и хочется с ними сделать?)
Подсказка 3
Хочется избавиться от x :)
Подсказка 4
Вычтем одно уравнение из другого (или сложим) так, чтобы иксы сократились ;) Теперь нужно решить уравнение на t.
Подсказка 5
Один корень угадывается легко, а есть ли вообще ещё корни?
Обозначая общее значение логарифмов через получаем
Сложив эти равенства, получаем
Так как функция возрастает, то единственное решение
Откуда
Следовательно, по теореме Виета произведение корней равно
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Воспользуйтесь свойствами логарифмов.
Подсказка 2
На самом деле, слева находятся 2 одинаковых слагаемых. К какому неравенству можно перейти?
Подсказка 3
Вспомните про метод рационализации.
ОДЗ неравенства Заметим, что на самом деле по свойству логарифмов слева два одинаковых слагаемых. Действительно, возьмём
логарифм в равенстве
по основанию
откуда получим
Откуда получаем, что слагаемые равны, значит, достаточно найти решение неравенства:
Для анализа используем свойство:
Тогда получается, что
Множители:
Произведение положительно при или
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Видим логарифм - находим ОДЗ (Цитаты великих мыслителей). И после этого нам хочется обработать логарифм с аргументом 49, ведь это 7 в квадрате. Не забудем и про основание этого логарифма, ведь оно... в какой степени?
Подсказка 2
Правильно, в степени 1/2, значит, из основания вынесется еще одна двойка. Теперь нам нужно привести основание степени, которая с минусом, к четверке от двойки. А в показателе степени эта двойка есть.
Подсказка 3
Ну да, все свелось к замене t = 4^(log_x(7)). Вы решили неравенство и нашли возможные t, помня, что они должны быть положительными. Теперь нужно найти х. Приходим к тому, что log с основанием х должен быть меньше другого логарифма. Не нравится логарифм в основании - переверните его! А теперь решаем неравенство относительно p = log_7(x). Отсюда и найдутся нужные х.
ОДЗ: и
.
Значит,
Пусть . Тогда
Отсюда .
, поэтому нам подходят
такие, что
, то есть
Если , то левая часть отрицательная, а правая положительная и такие
подходят.
Если , то обе части неравенства
можно домножить на положительное . Тогда
. Отсюда
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Для начала, конечно, запишем ОДЗ. Откуда сразу про одну из скобок понятно, что она больше нуля. Давайте обратим внимание на квадратный трёхчлен в логарифме. Попробуем его разложить и посмотрим, что получится. Какое тогда действие само напрашивается для упрощения нашей жизни?
Подсказка 2
Верно, у нас ведь будут одинаковые части с логарифмами, которые мы можем заменить, например, буквами a и b. Теперь не очень понятно, что с этим делать... Но будем думать с точки зрения того, что задачу нам дали решаемую, иначе как-то грустно. В итоге, у нас получилось уравнение с двумя переменными. Тогда раз мы знаем, что решение существует, как мы можем его решать?
Подсказка 3
Ага, мы ведь можем посмотреть на него, как на квадратное уравнение относительно b, и сказать, что дискриминант должен быть больше нуля. Решая неравенство на дискриминант, получим промежуток... Обидно. Мы надеялись, что значение выйдет какое-то одно, а получилось так. Но давайте не будем отчаиваться и попробуем доказать, что промежуток не подходит. У нас слева произведение скобок, а справа 1. Может быть получиться противоречие со знаком справа и слева у равенства? Исходя от а, попробуйте оценить х и посмотреть, что выйдет.
Подсказка 4
Верно, получилось, что тогда х больше или равен 80. Но отсюда оценкой выходит, что две скобки положительны, а последняя отрицательна. А справа 1. Победа! Осталось только найти х при единственном а и сделать проверку.
ОДЗ: . Из ОДЗ
, то есть
. Пусть
, тогда
получим
Это квадратное уравнение относительно , напишем дискриминант, который должен быть неотрицателен
Поскольку , то имеем
. Если
, то
. При этом
, но
, поэтому произведение не может быть положительным. То есть может подойти только
, остаётся его подставить и проверить, что равенство выполнено.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Выясните, какое из чисел больше
Источники:
Подсказка 1
На первый взгляд вообще не понятно, какое из чисел больше… Давайте поставим какой-то знак неравенства и будем его доказывать. Или потом поменяем, если получим неравенство в другую сторону
Подсказка 2
Всё равно не понятно, как доказывать такое неравенство... Так, а если перекинуть один из логарифмов в другую сторону? Нужно доказать, что произведение логарифмов с основанием 2013 меньше 1!
Подсказка 3
Воспользуемся для этого неравенством о средних! А именно, что среднее геометрическое не больше среднего арифметического. Дальше сумма логарифмов легко преобразуется по свойствам
По сути нам достаточно доказать такое неравенство
при . Из-за того, что
, обе части неравенства положительны, так что по свойствам логарифмов оно
эквивалентно:
Для положительных чисел можем воспользоваться неравенством о средних:
Итак, мы показали, что неравенство верно, первое число из условия больше.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Выясните, какое из чисел больше:
Источники:
Подсказка 1
Хм, какие-то страшные десятичные логарифмы… Можно ли сказать чему примерно равно отношение десятичных логарифмов слева и десятичный логарифм справа? Может, мы сможем оценить каждое из чисел, используя, например: свойства перехода к новому основанию?
Подсказка 2
Да, если мы используем формулу перехода к новому основанию, то логарифм слева превратится в log ₂2023! А этот логарифм несложно оценить: log ₂1024=10 < log ₂2023 < log ₂2048=11. Тогда, число слева меньше чем 11/2! Осталось как-то поработать с логарифмом справа и задача решена!
Подсказка 3
А давайте просто посмотрим на аргумент правого логарифма! 2013/2 > 1000, поэтому lg2013/2 > lg1000=3. То есть, число справа больше чем 6.
Из возрастания логарифмической функции по основанию получаем оценку
По формуле перехода так же оценим другое число
В итоге
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Внимательно приглядитесь к логарифмам. Может быть, у них больше общего, чем кажется на первый взгляд?
Подсказка 2
Давайте каждый логарифм приведем к log₂x и сделаем замену t = log₂x. Какого вида мы получили уравнение и как его можно решить?
Подсказка 3
Подобные уравнения можно решить, рассмотрев все возможные интервалы знакопостоянства модулей. Также не забудьте сделать обратную замену и проверить ОДЗ для ответа.
ОДЗ:
После замены получаем
Рассмотрим случаи
-
. Все модули раскроются с минусами
Подходят все такие
.
-
. Здесь
-
. В этом случае
В итоге
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все значения , при каждом из которых выражения
равны друг другу.
Источники:
Подсказка 1
Посмотрим внимательно на аргументы логарифмов! Что про них можно сказать?
Подсказка 2
Верно, можно заметить, что их произведение образует разность квадратов! Причем, разность этих квадратов равна 1. Тогда выразим один аргумент через другой, что можно сказать про них?
Подсказка 3
Да, в таком случае, если каждый из них не равен единице, то равенство логарифмов невозможно! Ведь, тогда один из аргументов меньше единицы, а второй больше единицы. Поэтому каждый из аргументов равен единице! Остаётся решить несложное тригонометрическое уравнение.
Заметим, что
Тогда надо найти , при которых
Это равенство возможно только при , так как если
, то один логарифм будет неположительный, а другой — неотрицательный.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Какой обычно самый первый шаг при решении уравнений, чтобы точно ничего не потерять?
Подсказка 2
Стоит записать и решить ОДЗ. Теперь самое время вспомнить, при каком условии произведение равно 0.
Подсказка 3
Первый множитель выглядит страшно, но посмотрите внимательно, может быть, у логарифмов есть какое-то свойство, которое очень и очень сильно упросит нам жизнь на ОДЗ?
Подсказка 4
Заметим одинаковые аргумент и основание, а чему тогда равно такое произведение логарифмов? Осталось только упростить, найти корни и записать ответ с учетом ОДЗ!
ОДЗ:
На ОДЗ по формуле перехода для логарифмов уравнение эквивалентно совокупности
Решение первого уравнения удовлетворяет условиям ОДЗ, а из решений второго
только один корень входит в
ОДЗ.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Положительные числа составляют геометрическую прогрессию. Сумма логарифмов по основанию
от этих чисел равна
Найдите эти числа, если
Источники:
Подсказка 1
Вспомним, что числа образуют геометрическую прогрессию! Поэтому все числа можно выразить через первый член прогрессии. В таком случае, что можно получить из условия того, что сумма логарифмов по основанию 3 от этих чисел равна 10?
Подсказка 2
Да, мы получим, что произведение первого члена и знаменателя прогрессии равно 9, а еще можно выразить первый член прогрессии через её знаменатель. Теперь воспользуемся вторым условием! Можно ли найти с помощью него знаменатель прогрессии?
Подсказка 3
Да, можно! Будем пользоваться свойствами логарифма и преобразовывать выражение. Тогда мы найдем знаменатель прогрессии и уже через него все члены последовательности!
Пусть — знаменатель прогрессии. Так как члены прогрессии положительные, то
. Тогда члены прогрессии:
По условию
Подставляя во второе условие получаем
И так как
то
Легко видеть, что прогрессии
удовлетворяют условию про сумму логарифмов и условию на первый и пятый члены.
В ответ можно записать найденные числа, они одинаковые для обеих подходящих прогрессий.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Какому уравнению будет равносильно данное на ОДЗ?
ОДЗ: .
На ОДЗ уравнение равносильно
То есть , что не подходит под ОДЗ, или
, откуда с учётом ОДЗ подходит только
.