Валентина Анатольевна Огородник
МАОУ «СОШ № 14» г. Соликамск, Пермский край
(равносильные замены в неравенствах)
Валентина Анатольевна Огородник
МАОУ «СОШ № 14» г. Соликамск, Пермский край
(равносильные замены в неравенствах)
где основание а > 0, а ≠ 1,
подлогарифмическое выражение в > 0,
логарифм (показатель) с – любое число.
З а м е н а данного неравенства равносильным рациональным неравенством
с учётом монотонности функции и ОДЗ аргумента!
x є ( 2; 3 )
2
3
х
–
+
+
x є ( - ∞; 2 ]; [ 3; + ∞ )
x є [ 2; 3 ]
x є ( - ∞; 2 ); ( 3; + ∞ )
х є ( - ∞; 0 ); ( 0; + ∞ )
x є R
x = 0
решений нет
x є R
х ≠ 0
x = 0
ø
Какая разница в решениях примеров 1) и 2) ?
у = х 2
у = |х|
п о т е н ц и р о в а н и е,
т. е. приведение левой и правой частей неравенства к логарифму с одинаковым основанием
с последующим отбрасыванием логарифмов (с учётом монотонности функции и области допустимых значений аргумента)
1)
2)
3)
4)
5)
ОДЗ:
a > 0
а ≠ 1
b > 0
c > 0
b ≠ 1
Логарифмическое неравенство
ОДЗ: 3 х + 6 > 0
7 – х > 0
Традиционный способ решения неравенства
с переменной в основании логарифма:
ПРИМЕР. log х + 6 ( 2 х – 5 ) – log х + 6 ( х + 4 ) ≤ 0,
log х + 6 ( 2 х – 5 ) ≤ log х + 6 ( х + 4 ).
Неравенство равносильно совокупности двух систем неравенств:
1) 0 < х + 6 < 1 или 2) х + 6 > 1
2 х – 5 ≥ х + 4 2 х – 5 ≤ х + 4
2 х – 5 > 0 2 х – 5 > 0
х + 4 > 0 х + 4 > 0
х є ( - 6; - 5 ) х > - 5
х ≥ 9 решений х ≤ 9
х > 2,5 нет х > 2,5
х > - 4 х > - 4
х є ( 2,5; 9 ].
ОТВЕТ: х є ( 2,5; 9 ].
Использовали м о н о т о н н о с т ь функции !
Пример из Демо-
версии ЕГЭ – 2014.
а) 0 < 3 – х < 1 ↓
х + 4 ≤ 1
х + 4 > 0
или
б) 3 – х > 1 ↑
х + 4 ≥ 1
х + 4 > 0
– 1 < х – 3 < 0
х ≤ – 3
х > – 4
х < 2
х ≥ – 3
х > – 4
2 < х < 3
х ≤ – 3 решений нет
х > – 4
х є [ – 3; 2 )
х < 2
х ≥ – 3
Ответ: х є [ – 3; 2 ).
log h f > 0 ( h – 1 ) · ( f – 1 ) > 0 на ОДЗ
ПРИМЕР. log h f > 0 log h f > log h 1
h > 1 ↑
f > 1
О Д З
0 < h < 1 ↓
f < 1
О Д З
h – 1 > 0
f – 1 > 0
О Д З
h – 1 < 0 и h > 0
f – 1 < 0
О Д З
( h – 1 ) ∙ ( f – 1 ) > 0
О Д З
( h – 1 ) ∙ ( f – 1 ) > 0
О Д З
или
или
или
П о л у ч и л и о д и н а к о в ы й р е з у л ь т а т !
О
Д
З
Так определяют
з н а к логарифма!
( 3 – 1 ) ( 7 – 1 ) > 0
( 3 – 1 ) ( 1/7 – 1 ) < 0
( 1/3 – 1 ) ( 1/7 – 1 ) > 0
( 1/3 – 1 ) ( 7 – 1 ) < 0
( х – 1 ) ( х – 3 – 1 ) > 0
х > 0
х ≠ 1
х – 3 > 0
( х – 1 ) ( х – 3 – 1 ) < 0
х > 0
х ≠ 1
х – 3 > 0
( х – 1 ) ( х – 3 – 1 ) > 0
х > 0
х ≠ 1
х – 3 > 0
( х – 1 ) ( х – 3 – 1 ) < 0
х > 0
х ≠ 1
х – 3 > 0
( х – 1 ) ( х – 4 ) > 0
х > 0
х ≠ 1
х > 3
( х – 1 ) ( х – 4 ) < 0
х > 0
х ≠ 1
х > 3
х < 1 или х > 4
х > 3
1 < х < 4
х > 3
Ответ: х > 4.
Ответ: х є ( 3; 4 ).
2
х є ( - 5/7; 2 );
( 2; 3 ); ( 3; 4 );
( 4; + ∞ );
а) ОДЗ: 3 – х > 0
3 – х ≠ 1
( х + 4 ) / ( х – 3 ) 2 > 0
б)
log 3 – x ( x + 4 ) – log 3 – x ( 3 – x ) 2 ≥ – 2,
log 3 – x ( x + 4 ) – 2 ≥ – 2,
log 3 – x ( x + 4 ) ≥ 0;
по методу рационализации:
( ( 3 – х ) – 1 ) ∙ ( ( х + 4 ) – 1 ) ≥ 0,
( х – 2 ) ∙ ( х + 3 ) ≤ 0,
х є [ - 3 ; 2 ] (**);
х < 3
х ≠ 2
х є ( - 4 ; 3 ); ( 3; + ∞ )
х є ( - 4; 2 ); ( 2; 3 ) (*);
в) х є ( - 4 ; 2 ); ( 2; 3 ) (*)
х є [ - 3 ; 2 ] (**)
х є [ - 3 ; 2 ).
log h f – log h g > 0 ( h – 1 ) · ( f – g ) > 0 на ОДЗ
ПРИМЕР. log h f – log h g > 0 log h f > log h g
h > 1 ↑
f > g
О Д З
0 < h < 1 ↓
f < g
О Д З
h – 1 > 0
f – g > 0
О Д З
h – 1 < 0 и h > 0
f – g < 0
О Д З
( h – 1 ) ∙ ( f – g ) > 0
О Д З
( h – 1 ) ∙ ( f – g ) > 0
О Д З
или
или
или
П о л у ч и л и о д и н а к о в ы й р е з у л ь т а т !
О
Д
З
с рационализацией:
log h f – log h g ≤ 0 (h – 1) · (f – g) ≤ 0 на ОДЗ.
log 2/5 ( 3x + 6 ) – log 2/5 ( 7 – x ) ≤ 0
( 2/5 – 1 ) · ( (3x + 6) – (7 – x) ) ≤ 0
- 3/5 · (4х – 1) ≤ 0
4х – 1 ≥ 0
х ≥ 1/4;
ОДЗ: х є ( - 2; 7 ), поэтому
х є [ 1/4; 7 ).
Ответ: х є [ 1/4; 7 ).
о
д
3
ПРИМЕР. log х + 6 ( 2 х – 5 ) – log х + 6 ( х + 4 ) ≤ 0,
log х + 6 ( 2 х – 5 ) ≤ log х + 6 ( х + 4 ).
Неравенство равносильно совокупности двух систем неравенств:
1) 0 < х + 6 < 1 или 2) х + 6 > 1
2 х – 5 ≥ х + 4 2 х – 5 ≤ х + 4
2 х – 5 > 0 2 х – 5 > 0
х + 4 > 0 х + 4 > 0
х є ( - 6; - 5 ) х > - 5
х ≥ 9 решений х ≤ 9
х > 2,5 нет х > 2,5
х > - 4 х > - 4
Использовали м о н о т о н н о с т ь ! ОТВЕТ: х є ( 2,5; 9 ].
х є ( 2,5; 9 ].
С
Р
А
В
Н
И
Т
Е
С
П
Р
Е
Д
Ы
Д
У
Щ
И
М
!
4) log ( 5 x – 2 ) ≥ 0 Ответ: (0,4; 0,5); (1; + ∞)
а) ( log x 2x – 1 ) (5 х – 2 – 1 ) ≥ 0 б) ОДЗ:
( log x 2x – log x x ) ( 5х – 3) ≥ 0
( х – 1) ( 2х – х ) ( 5х – 3 ) ≥ 0 5 х – 2 > 0
х ( х – 1 ) ( х – 0, 6 ) ≥ 0 х > 0
х ≠ 1
0 0,6 1 х 2 х > 0
х є [ 0; 0,6 ]; [ 1; + ∞ ) (*) х є ( 0,4; 0,5 ); (1; + ∞) (**)
в) пересечение множеств (*) и (**).
log x 2x
–
+
+
–
log x 2x > 0
log x 2x ≠ 1
6*) (log 2 ( 2 х + 1 ) – log 2 ( х + 2 )) ∙ (|х| – |х – 2|)
√ 3 х – 2 – √ 2 х – 1
≤ 0
Д р о б ь !
Л о г а р и ф м ы !
М о д у л и !
Р а д и к а л ы !
№ Дано Замена Условие
1. √ f – √ g f – g
2. | f | – | g | ( f – g ) · ( f + g )
3. h f – h g ( h – 1 ) · ( f – g )
4. log h f – log h g ( h – 1 ) · ( f – g )
f, g – функции от х; h – функция или число
ОДЗ: f ≥ 0
g ≥ 0
ОДЗ: h > 0
h ≠ 1
f > 0
g > 0
n
n
h > 0 и h ≠ 1
Выписать условия, задающие ОДЗ аргумента, решить полученное неравенство (или систему неравенств).
Привести данное неравенство к стандартному виду для его решения методом рационализации (справа – ноль, слева –множители, содержащие разности функций одного класса), при этом слева может быть дробь.
3) Заменить (можно многократно) все множители с разностями функций одного класса на более простые, совпадающие по знаку с исходными, по правилам равносильных замен.
4) Решить полученное рациональное неравенство, например, методом интервалов.
5) Записать ответ для исходного неравенства с учётом ОДЗ.
Н Е З А Б У Д Ь Т Е О С А М О К О Н Т Р О Л Е !
≤ 0
≤ 0
≤ 0
х – 1 < 0
х < 1 (*);
х є [ 2/3; 1 ).
О
Д
З
1 способ. Без рационализации
log x 19 – log x + 1 19 ≤ 0, к логарифму с основан. 19.
Ответ на следующем слайде!
2
Далее метод интервалов:
1) нули числителя и знаменателя
отметить на числовой прямой,
2) расставить на промежутках
знаки для выражения в левой
части,
3) выделить промежутки со
знаком «минус».
2
≤ 0.
3
Смотри таблицу равносильных замен !
? ? ?
≤ 0.
3
≤ 0
3
3
3
Метод известен более 50 лет
под названиями:
метод декомпозиции,
метод замены множителей,
обобщённый метод интервалов,
метод рационализации.
2) Сформулированы правила рационализации при решении
некоторых видов неравенств иррациональных, показатель-
ных, с модулями, комбинированных.
3) Основное преимущество метода рационализации состоит в
том, что при решении отсутствует необходимость использо-
вания монотонности входящих в неравенства функций.
4) Рационализация позволяет сокращать время на решение не-
равенств с переменной в основании логарифма, т.к. при этом
способе не нужно составлять совокупность двух систем не-
равенств (иногда одна из систем не имеет решений).
к т и в н ы е
н и ц и а т и в н ы е
о л о д ы е, н о м у д р ы е !
б а я т е л ь н ы е
е н и а л ь н ы е
а з у м н ы е
е н о м е н а л ь н ы е
1) log 2x + 1 (4 x – 5) ≤ 0. Ответ: х є ( 5/4; 3/2 ]
2) log 3x + 1 (4 x – 6) < 0. Ответ: 3/2 < х < 7/4
3) log 2 – x (x + 2) · log x + 3 (3 – x) ≤ 0. Ответ: (-2; -1]; (1; 2)
4) log (5 x – 2) ≥ 0. Ответ: (0,4; 0,5); (1; + ∞)
5) 2 log 5 (x 2 – 5 x) Ответ: х є (-∞; -1); (-1; 0); (5; 6]
log 5 x 2
≤ 1.
log x 2x
х 2 + 3 х – 2
2 х 2 + 2 х – 1
≤ 0.
; 2 )
≤ 0.
≥ 1.
3
х
С применением метода рационализации
log h f V 0
( h – 1 ) · ( f – 1 ) V 0
в ОДЗ
log 4 2/3 < 0, т.к.
( 4 – 1 ) · ( 2/3 – 1 ) < 0.
lg 7
lg 3
0, 85
0, 5
+
–
1) по определению логарифма,
2) разложением на множители,
3) заменой переменных,
4) потенцированием,
5) логарифмированием,
6) с использованием свойств и графиков функций.
При этом учитываются монотонность функции и область допустимых значений аргумента!
Если область определения, нули и промежутки знакопостоянства функции u(x) соответственно совпадают с областью определения, нулями и промежутками знакопостоянства функции v(x), то неравенства
u (х) > 0 (1) и v (х) > 0 (2) равносильны.
Это означает следующее:
если одна из функций u(x) или v(x) имеет более простой вид, то при решении неравенств
вида u (х) > 0 (1) или v (х) > 0 (2)
выбирают наиболее простое, решаемое часто методом интервалов.
log h f – log h g и ( h – 1 ) · ( f – g ) на ОДЗ – пример пары функций (слева – u(х), справа – v (х))
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8) число , n є R
ОДЗ:
a > 0
а ≠ 1
c > 0
c ≠ 1
b > 0
С помощью метода интервалов решают рациональные неравенства вида Р(х) · М(х) · . . . · N(x) V 0 или вида Р(х) : М(х) V 0, содержащие многочлены от х. Здесь знаком V обозначены знаки: > ; < ; ≥ ; ≤ .
Алгоритм решения неравенства методом интервалов: 1) находят нули многочленов в левой части неравенства;
отмечают их на числовой прямой светлыми или тёмными
кружками; 2) определяют знаки выражения, находящегося в левой части
неравенства, на каждом промежутке; 3) отбирают промежутки, соответствующие знаку неравенства;
записывают ответ. П р о в е р к а !
х 2 · ( х 2 – 5 х + 4 ) · ( 9 – х 2 ) ∙ ( х 6 + 1 ) ≤ 0.
1) Находим нули выражения в левой части неравенства:
х 1, 2 = 0; х 3 = 1; х 4 = 4; х 5 = - 3; х 6 = 3;
отмечаем нули на числовой прямой тёмными кружками
– + + – + –
- 3 0 1 3 4 х
2) определяем знаки выражения в левой части неравенства на каждом промежутке;
отбираем промежутки со знаком « – » (по знаку неравенства);
записываем ответ: х є ( - ∞; - 3 ]; { 0 }; [ 1; 3 ]; [ 4; + ∞).
Ответ: [ - 5; - 4 ); ( - 4; 3 ];
( - 1: 0 ); ( 0; 1 )
Ответ: ( - ∞; - 2 ]; ( - 1; 0 );
( 0; 1 ); ( 1; 2 )
Ответ: ( - ∞; - 1 );
[ 1,25; 2 ); ( 2; 3 )
Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.
Email: Нажмите что бы посмотреть