Bu derste, çeşitli üstel eşitsizliklere bakacağız ve en basit üstel eşitsizlikleri çözme metodolojisine dayanarak bunları nasıl çözeceğimizi öğreneceğiz.
1. Üstel fonksiyonun tanımı ve özellikleri
Üstel fonksiyonun tanımını ve temel özelliklerini hatırlayalım. Tüm üstel denklemlerin ve eşitsizliklerin çözümünün temeli özellikler üzerinedir.
üstel fonksiyon- derecenin tabanının ve Burada x'in bağımsız bir değişken, bir argüman olduğu formun bir işlevidir; y - bağımlı değişken, fonksiyon.
Pirinç. 1. Üstel fonksiyon grafiği
Grafik, taban sırasıyla birden büyük ve birden küçük, ancak sıfırdan büyük olduğunda üstel işlevi gösteren artan ve azalan üsleri gösterir.
Her iki eğri de (0; 1) noktasından geçer
Üstel fonksiyon özellikleri:
İhtisas: ;
Değer aralığı:;
Fonksiyon, arttıkça, azaldıkça monotondur.
Monotonik bir işlev, değerlerinin her birini tek bir bağımsız değişken değeri için alır.
Argüman eksiden artı sonsuza yükseldiğinde, fonksiyon sıfırdan artı sonsuza kadar artar, yani argümanın verilen değerleri için monoton olarak artan bir fonksiyonumuz olur (). Aksine, argüman eksiden artı sonsuza arttığında, fonksiyon sonsuzdan sıfıra düşer, dahil değildir, yani argümanın verilen değerleri için monoton olarak azalan bir fonksiyonumuz vardır ().
2. En basit üstel eşitsizlikler, çözüm tekniği, örnek
Yukarıdakilere dayanarak, en basit üstel eşitsizlikleri çözmek için bir teknik sunuyoruz:
Eşitsizlikleri çözme metodolojisi:
Derecelerin tabanlarını eşitleyin;
Eşitsizliğin zıt işaretini koruyarak veya değiştirerek göstergeleri karşılaştırın.
Karmaşık üstel eşitsizliklerin çözümü, kural olarak, bunların en basit üstel eşitsizliklere indirgenmesinden oluşur.
Derecenin tabanı birden büyüktür, bu, eşitsizlik işaretinin kaldığı anlamına gelir:
Derecenin özelliklerine göre sağ tarafı dönüştürüyoruz:
Derecenin tabanı birden küçüktür, eşitsizlik işareti ters çevrilmelidir:
İkinci dereceden eşitsizliği çözmek için, karşılık gelen ikinci dereceden denklemi çözeceğiz:
Vieta teoremi ile kökleri buluyoruz:
Parabolün dalları yukarı doğru yönlendirilir.
Böylece eşitsizliğin bir çözümü var:
Sağ tarafın sıfır üslü bir kuvvet olarak temsil edilebileceğini tahmin etmek kolaydır:
Derecenin tabanı birden büyüktür, eşitsizliğin işareti değişmez, şunu elde ederiz:
Bu tür eşitsizlikleri çözme tekniğini hatırlayalım.
Bir kesirli rasyonel fonksiyon düşünün:
Tanım alanını buluyoruz:
Fonksiyonun köklerini bulun:
Fonksiyonun tek bir kökü vardır,
Sabit işaretli aralıkları seçiyoruz ve her aralıktaki fonksiyonun işaretlerini belirliyoruz:
Pirinç. 2. Sabitlik aralıkları
Böylece cevabı aldık.
Cevap:
3. Tipik üstel eşitsizliklerin çözümü
Aynı göstergelere sahip ancak farklı temellere sahip eşitsizlikleri düşünün.
Üstel bir işlevin özelliklerinden biri, argümanın herhangi bir değeri için kesinlikle pozitif değerler almasıdır, bu da üstel bir işleve bölünebileceği anlamına gelir. Verilen eşitsizliği sağ tarafına bölelim:
Derecenin tabanı birden büyüktür, eşitsizlik işareti kalır.
Çözümü açıklayalım:
Şekil 6.3 ve fonksiyonlarının grafiklerini gösterir. Açıkçası, argüman sıfırdan büyük olduğunda, fonksiyonun grafiği daha yüksekte yer alır, bu fonksiyon daha büyüktür. Argüman değerleri negatif olduğunda, fonksiyon düşer, daha azdır. Argümanın değeri, fonksiyonlar eşit olduğunda, bu, bu noktanın da verilen eşitsizliğin bir çözümü olduğu anlamına gelir.
Pirinç. 3. Örnek 4 için çizim
Verilen eşitsizliği derecenin özelliklerine göre dönüştürüyoruz:
İşte benzer terimler:
Her iki parçayı da ayıralım:
Şimdi örnek 4'e benzer şekilde çözmeye devam ediyoruz, her iki parçayı da bölün:
Derecenin tabanı birden büyüktür, eşitsizlik işareti kalır:
4. Üstel eşitsizliklerin grafiksel çözümü
Örnek 6 - Eşitsizliği grafiksel olarak çözün:
Sol ve sağ taraftaki fonksiyonları göz önünde bulundurun ve her birinin grafiğini çizin.
İşlev üsteldir, tüm tanım alanı boyunca, yani argümanın tüm gerçek değerleri için artar.
İşlev doğrusaldır, tüm tanım alanı boyunca, yani argümanın tüm gerçek değerleri için azalır.
Bu fonksiyonlar örtüşüyorsa, yani sistemin bir çözümü varsa, böyle bir çözüm benzersizdir ve kolayca tahmin edilebilir. Bunu yapmak için tamsayılar () üzerinde yineleniriz.
Bu sistemin kökü olduğunu görmek kolaydır:
Böylece, fonksiyonların grafikleri, bire eşit bir argümanla bir noktada kesişir.
Şimdi bir cevap almamız gerekiyor. Verilen eşitsizliğin anlamı, üssün doğrusal fonksiyondan daha büyük veya ona eşit olması, yani daha yüksek veya onunla çakışması gerektiğidir. Açık cevap şudur: (Şekil 6.4)
Pirinç. 4. Örnek 6 için çizim
Bu nedenle, çeşitli tipik üstel eşitsizliklerin çözümünü düşündük. Daha sonra, daha karmaşık üstel eşitsizlikleri ele almaya devam edeceğiz.
bibliyografya
Mordkovich A.G. Cebir ve Matematiksel Analiz İlkeleri. - M.: Mnemosyne. Muravina G.K., Muravina O.V. Cebir ve matematiksel analiz ilkeleri. - M.: Bustard. Kolmogorov A.N., Abramov A.M., Dudnitsyn Yu.P. ve diğerleri Cebir ve matematiksel analiz ilkeleri. - M.: Eğitim.
Matematik. md. Matematik-tekrar. com. Fark. kemsu. ru.
Ödev
1. Cebir ve analizin başlangıcı, sınıf 10-11 (A.N. Kolmogorov, A.M. Abramov, Yu. P. Dudnitsyn) 1990, No. 472, 473;
2. Eşitsizliği çözün:
3. Eşitsizliği çözün.
Farklı tabanlara sahip dereceler içeren üstel eşitsizliklerin nasıl çözüleceğini düşünün. Bu tür eşitsizliklerin çözümü, karşılık gelenlerin çözümüne benzer.
(5 ^ ((x ^ 2) - x - 1)) - (2 ^ ((x ^ 2) - x)) \] "title =" (! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Dereceleri aynı temellerle gruplandırıyoruz. Bunları eşitsizliğin karşı taraflarında ayırmak bunun için daha uygundur:
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Her bir derece çiftinden, parantezlerdeki ortak faktörü çıkarıyoruz - daha düşük bir üslü derece. Ortak faktörün çarpanlara ayrılması, her terimin bu faktöre bölünmesi anlamına gelir. Dereceleri aynı tabanlarla bölerken, tabanı aynı bırakırız ve göstergeleri çıkarırız:
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Aynı anda 20'ye bölebilirsiniz (20 = 4 ∙ 5), ancak uygulama iki aşamada bölmenin olası hataları önlediğini gösterir:
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Taban 2/5 olduğundan<1, показательная функция
azalır, bu nedenle üsler arasındaki eşitsizliğin işareti tersine çevrilir:
İkinci dereceden eşitsizliği aralık yöntemiyle çözüyoruz. Eşitsizliğin solundaki fonksiyonun sıfırları - x1 = -1; x2 = 2. Onları sayı satırında işaretliyoruz.
İşareti kontrol etmek için sıfır alın: 0²-0-2 = -2, sıfırın ait olduğu aralıkta “-“ koyun. İşaretlerin geri kalanını dama tahtası düzeninde düzenliyoruz. Sol tarafı sıfırdan küçük olan bir eşitsizliği çözdüğümüz için “-“ işaretli bir aralık seçiyoruz.
Cevap: x ∈ (-1; 2).
Bu tür eşitsizliklerin bir çeşidi - tüm dereceler aynı tabanlara sahiptir, ancak üslerdeki x katsayılarında farklılık gösterir.
Solda, en küçük üslü dereceyi parantezlerden çıkarıyoruz.
Başlık = "(! LANG: QuickLaTeX.com tarafından oluşturuldu">!}
Üstel bir eşitsizliğe ulaştık. 7> 1 tabanından beri, fonksiyon
arttıkça, göstergeler arasındaki eşitsizliğin işareti değişmez:
Bu eşitsizliği aralık yöntemiyle çözmek için tüm terimleri sol tarafa aktarıyoruz ve kesirleri
Üssel denklemler ve eşitsizlikler, üs içinde bilinmeyenin bulunduğu denklemler ve eşitsizliklerdir.
Üstel denklemleri çözmek, genellikle, a> 0 ve ≠ 1, x'in bilinmediği a x = a b denklemini çözmeye indirgenir. Aşağıdaki teorem doğru olduğundan, bu denklemin benzersiz bir x = b kökü vardır:
Teorem. a> 0, a ≠ 1 ve a x 1 = a x 2 ise, x 1 = x 2.
Düşünülen ifadeyi kanıtlayalım.
Diyelim ki x 1 = x 2 eşitliği geçerli değil, yani. x 1< х 2 или х 1 = х 2 . Пусть, например, х 1 < х 2 . Тогда если а >1, o zaman üstel fonksiyon y = ax artar ve dolayısıyla a x 1 eşitsizliği artar< а х 2 ; если 0 < а < 1, то функция убывает и должно выполняться неравенство а х 1 >bir x 2. Her iki durumda da a x 1 = a x 2 koşuluyla bir çelişki elde ettik.
Birkaç görevi düşünelim.
4 ∙ 2 x = 1 denklemini çözün.
Çözüm.
Denklemi 2 2 ∙ 2 x = 2 0 - 2 x + 2 = 2 0 biçiminde yazarız, buradan x + 2 = 0 elde ederiz, yani. x = -2.
Cevap. x = -2.
2 3x ∙ 3 x = 576 denklemini çözün.
Çözüm.
2 3x = (2 3) x = 8 x, 576 = 24 2 olduğundan, denklem 8 x ∙ 3 x = 24 2 veya 24 x = 24 2 şeklinde yazılabilir.
Böylece x = 2 elde ederiz.
Cevap. x = 2.
3 x + 1 - 2 ∙ 3 x - 2 = 25 denklemini çözün.
Çözüm.
Soldaki parantezlerden 3 x - 2 ortak çarpanını alarak 3 x - 2 ∙ (3 3 - 2) = 25 - 3 x - 2 ∙ 25 = 25 elde ederiz,
nereden 3 x - 2 = 1, yani x - 2 = 0, x = 2.
Cevap. x = 2.
3x denklemini çözün = 7x.
Çözüm.
7 x ≠ 0 olduğundan, denklem 3 x / 7 x = 1 şeklinde yazılabilir, buradan (3/7) x = 1, x = 0.
Cevap. x = 0.
9 x - 4 ∙ 3 x - 45 = 0 denklemini çözün.
Çözüm.
3 x = a değiştirilerek, bu denklem ikinci dereceden a 2 - 4a - 45 = 0 denklemine indirgenir.
Bu denklemi çözerek köklerini buluruz: a 1 = 9, a 2 = -5, buradan 3 x = 9, 3 x = -5.
3 x = 9 denkleminin kökü 2'dir ve 3 x = -5 denkleminin kökü yoktur, çünkü üstel fonksiyon negatif değerler alamaz.
Cevap. x = 2.
Üstel eşitsizlikleri çözmek genellikle a x> a b veya a x eşitsizliklerini çözmeye indirgenir.< а b . Эти неравенства решаются с помощью свойства возрастания или убывания показательной функции.
Bazı görevleri ele alalım.
3 x Eşitsizliği Çöz< 81.
Çözüm.
Eşitsizliği 3 x şeklinde yazıyoruz.< 3 4 . Так как 3 >1, o zaman y = 3 x fonksiyonu artıyor.
Bu nedenle, x için< 4 выполняется неравенство 3 х < 3 4 , а при х ≥ 4 выполняется неравенство 3 х ≥ 3 4 .
Böylece, x için< 4 неравенство 3 х < 3 4 является верным, а при х ≥ 4 – неверным, т.е. неравенство
3x< 81 выполняется тогда и только тогда, когда х < 4.
Cevap. NS< 4.
16 x +4 x - 2> 0 eşitsizliğini çözün.
Çözüm.
4 x = t'yi gösteriyoruz, sonra t2 + t - 2> 0 kare eşitsizliğini elde ediyoruz.
Bu eşitsizlik t için geçerlidir< -2 и при t > 1.
t = 4 x olduğundan iki eşitsizlik elde ederiz 4 x< -2, 4 х > 1.
Tüm x ∈ R için 4 x> 0 olduğundan birinci eşitsizliğin çözümü yoktur.
İkinci eşitsizliği 4 x> 4 0 şeklinde yazıyoruz, buradan x> 0.
Cevap. x> 0.
(1/3) x = x - 2/3 denklemini grafiksel olarak çözün.
Çözüm.
1) y = (1/3) x ve y = x - 2/3 fonksiyonlarının grafiklerini oluşturalım.
2) Şeklimize dayanarak, dikkate alınan fonksiyonların grafiklerinin apsisi x ≈ 1 olan bir noktada kesiştiği sonucuna varabiliriz. Doğrulama şunu kanıtlıyor:
x = 1 - bu denklemin kökü:
(1/3) 1 = 1/3 ve 1 - 2/3 = 1/3.
Başka bir deyişle, denklemin köklerinden birini bulduk.
3) Başka kökler bulalım ya da köklerin olmadığını ispatlayalım. (1/3) x işlevi azalıyor ve y = x - 2/3 işlevi artıyor. Bu nedenle, x> 1 için, birinci fonksiyonun değerleri 1/3'ten küçük, ikincisi 1/3'ten fazladır; x'te< 1, наоборот, значения первой функции больше 1/3, а второй – меньше 1/3. Геометрически это означает, что графики этих функций при х >1 ve x< 1 «расходятся» и потому не могут иметь точек пересечения при х ≠ 1.
Cevap. x = 1.
Bu sorunun çözümünden özellikle, (1/3) x> x - 2/3 eşitsizliğinin x için geçerli olduğu sonucu çıkar.< 1, а неравенство (1/3) х < х – 2/3 – при х > 1.
site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.
Merhaba! Sevgili öğrencilerim bu yazımızda sizlerle üstel eşitsizlikleri nasıl çözeceğimizi öğreneceğiz. .
Üstel eşitsizlik size ne kadar karmaşık görünse de, bazı dönüşümlerden sonra (onlardan biraz sonra bahsedeceğiz) tüm eşitsizlikler en basit üstel eşitsizlikleri çözmeye indirgenir:
bir x> b, bir x< b ve bir x ≥ b, bir x ≤ b.
Bu eşitsizliklerin nasıl çözüldüğünü anlamaya çalışalım.
Çözümü değerlendireceğiz katı eşitsizlikler... Kesin olmayan eşitsizliklerin çözümündeki tek fark, elde edilen karşılık gelen köklerin cevaba dahil edilmesidir.
Formun bir eşitsizliğini çözmek için gerekli olmasına izin verin bir f(x)>b, nerede bir> 1 ve b> 0.
Bu tür eşitsizlikleri çözme şemasına bakın (Şekil 1):
Şimdi belirli bir örneğe bakalım. Eşitsizliği Çöz: 5 x - 1> 125.
5> 1 ve 125> 0 olduğuna göre
x - 1> log 5 125, yani
x - 1> 3,
x> 4.
Cevap: (4; +∞) .
Ve aynı eşitsizliğin çözümü ne olacak? bir f(x)>b, Eğer 0 ve b> 0?
Yani, Şekil 2'deki diyagram
Örnek: eşitsizliği çöz (1/2) 2x - 2 ≥ 4
Kuralı uygulayarak (Şekil 2),
2x - 2 ≤ log 1/2 4,
2x - 2 ≤ –2,
2x ≤ 0,
x ≤ 0.
Cevap: (–∞; 0] .
Aynı eşitsizliği tekrar düşünün bir f(x)>b, Eğer bir> 0 ve B<0 .
Yani, Şekil 3'teki diyagram:
Eşitsizliği çözme örneği (1/3) x + 2> –9... Fark ettiğimiz gibi, x yerine hangi sayıyı koyarsak koyalım (1/3) x + 2 her zaman sıfırdan büyüktür.
Cevap: (–∞; +∞) .
Ama formun eşitsizlikleri nasıl bir f(x)< b , nerede bir> 1 ve b> 0?
Şekil 4'teki diyagram:
Ve bir sonraki örnek: 3 3 - x ≥ 8.
3> 1 ve 8> 0 olduğuna göre
3 - x> log 3 8, yani
–X> günlük 3 8 - 3,
NS< 3 – log
3 8.
Cevap: (0; 3 – günlük 3 8) .
Eşitsizliğin çözümü nasıl değiştirilir bir f(x)< b , NS 0 ve b> 0?
Şekil 5'teki diyagram:
Ve sonraki örnek: Eşitsizliği çözün 0,6 2x - 3< 0,36 .
Şekil 5'teki şemayı takip ederek, elde ederiz
2x - 3> log 0.6 0.36,
2x - 3> 2,
2x> 5,
x> 2.5
Cevap: (2,5; +∞) .
Formun eşitsizliğini çözmek için son şemayı düşünün bir f(x)< b , NS bir> 0 ve B<0 Şekil 6'da gösterilen:
Örneğin, eşitsizliği çözelim:
x yerine hangi sayıyı koyarsak koyalım eşitsizliğin sol tarafı her zaman sıfırdan büyüktür ve ifademiz -8'den küçüktür, yani. ve sıfır, o zaman çözüm yok.
Cevap: çözüm yok.
En basit üstel eşitsizliklerin nasıl çözüldüğünü bilerek, şuna geçilebilir: üstel eşitsizlikleri çözme.
Örnek 1.
Eşitsizliği sağlayan en büyük x tamsayı değerini bulun
6 x sıfırdan büyük olduğundan (herhangi bir x için payda kaybolmaz), eşitsizliğin her iki tarafını da 6 x ile çarparız, şunu elde ederiz:
440 - 2 6 2x> 8, sonra
- 2 6 2x> 8 - 440,
- 2 6 2x> - 332,
6 2x< 216,
2 kere< 3,
x< 1,5. Наибольшее целое число из помежутка (–∞; 1,5) это число 1.
Cevap 1.
Örnek 2.
eşitsizliği çöz 2 2 x - 3 2 x + 2 ≤ 0
2 x'i y'ye kadar gösteriyoruz, y 2 - 3y + 2 ≤ 0 eşitsizliğini elde ediyoruz, bu kare eşitsizliğini çözüyoruz.
y 2 - 3y +2 = 0,
y 1 = 1 ve y 2 = 2.
Parabolün dalları yukarı doğru yönlendirilir, grafiği göstereceğiz:
O halde eşitsizliğin çözümü 1 eşitsizliğidir.< у < 2, вернемся к нашей переменной х и получим неравенство 1< 2 х < 2, решая которое и найдем ответ 0 < x < 1.
Cevap: (0; 1) .
Örnek 3... eşitsizliği çöz 5 x +1 - 3 x +2< 2·5 x – 2·3 x –1
Eşitsizliğin bir kısmında aynı tabanlara sahip ifadeleri toplayalım
5x+1 - 2,5x< 3 x +2 – 2·3 x –1
Eşitsizliğin sol tarafında 5 x, eşitsizliğin sağ tarafında 3 х çıkarıyoruz ve eşitsizliği elde ediyoruz.
5 x (5 - 2)< 3 х (9 – 2/3),
3 5 x< (25/3)·3 х
Eşitsizliğin her iki tarafını 3 3 x ifadesine bölersek eşitsizlik işareti değişmez, 3 3 x pozitif bir sayı olduğundan eşitsizliği elde ederiz:
NS< 2 (так как 5/3 > 1).
Cevap: (–∞; 2) .
Üstel eşitsizlikleri çözmekle ilgili herhangi bir sorunuz varsa veya benzer örnekleri çözme alıştırması yapmak istiyorsanız derslerime kaydolun. Öğretmen Valentina Galinevskaya.
site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.
Avatarların psikolojideki değeri
Avatarların psikolojideki değeri
MS Word'de bir harf nasıl vurgulanır
Bir kişinin avatarı ne anlama gelir?
Kendi Twitter Anınızı Nasıl Yaratabilirsiniz?