Логарифмические неравенства с основанием больше единицы — проверочная работа, 10 класс

Для a > 1 функция logat строго возрастает. Поэтому logaF(x) > logaG(x) означает F(x) > G(x), если оба аргумента положительны. При сравнении logaF(x) с числом c получаем F(x) > ac, но исходную ОДЗ тоже нужно учитывать.

Содержание статьи8 разделов

Таблица переходов и граничных точек

Неравенство при a > 1 Условие на аргумент Как записать границы
logaF > c F > ac Строго, крайняя точка не включается.
logaF ≥ c F ≥ ac Равенство допускается, аргумент положителен.
logaF < c 0 < F < ac Нулевой аргумент всегда исключён.
logaF ≤ c 0 < F ≤ ac Левая граница открытая, правая может быть закрытой.

Образец: log3(2x + 1) ≤ 2. Необходимо 2x + 1 > 0 и 2x + 1 ≤ 9. Вместе получаем −1/2 < x ≤ 4. Равенство при x = 4 допустимо, а x = −1/2 не допускается из-за log30.

Как отличить строгую границу от нестрогой

Упражнение log4(7 − x) < 1 иллюстрирует две разные причины исключения граничных точек. При x = 3 значение логарифма равно 1 и не удовлетворяет строгому знаку «меньше». При x = 7 аргумент равен нулю, логарифм не существует. Поэтому правильный ответ — 3 < x < 7: обе точки открыты, но по разным основаниям.

Иная ситуация в log5(x + 6) ≥ 1. При x = −1 значение аргумента равно 5 и логарифм равен 1, поэтому точка включена: x ≥ −1. При x = −6 аргумент равен нулю и выражение не определено. Как видим, проверять нужно именно исходную запись, а не только знак после алгебраического преобразования.

В задачах с квадратным аргументом допускаются два несвязанных интервала решения. Для log2(x2 − 4) ≤ 3 сперва требуется x < −2 либо x > 2. Затем из x2 − 4 ≤ 8 получаем −2√3 ≤ x ≤ 2√3. Пересечение даёт [−2√3; −2) ∪ (2; 2√3]. Закрытые границы определяются не картинкой, а строгими условиями.’

Задания I уровня: прямой переход

  1. log2(x − 1) > 3.
  2. log5(x + 6) ≥ 1.
  3. log4(7 − x) < 1.
  4. log3(x − 2) ≤ 0.
  5. log2(5 − 2x) ≥ 2.
  6. log5(3x − 1) < 0.

Задания II уровня: составные аргументы

  1. log2(x2 − 1) > 2.
  2. log2(x2 − 4) ≤ 3.
  3. log7(2 − x) > 0.
  4. log5(x2) > 1.
  5. log2((x + 1)/(x − 3)) ≥ 0.

Задания III уровня: сравнение двух логарифмов

  1. log2(x + 4) > log2(2x − 1).
  2. log3(3x + 2) ≥ log3(x + 6).
  3. log2(x − 5) ≤ log2(4x − 10).
  4. log3((x − 2)/(x + 1)) < 0.
  5. log2(x2 − 9) ≥ log27.

Ключ, включая граничные точки

№ Ответ Проверка
I–1 x > 9 x − 1 > 8, ОДЗ выполняется.
I–2 x ≥ −1 x + 6 ≥ 5; отрицательные аргументы исключены.
I–3 3 < x < 7 0 < 7 − x < 4.
I–4 2 < x ≤ 3 0 < x − 2 ≤ 1.
I–5 x ≤ 1/2 5 − 2x ≥ 4.
I–6 1/3 < x < 2/3 0 < 3x − 1 < 1.
II–1 x < −√5 либо x > √5 x² − 1 > 4.
II–2 [−2√3; −2) ∪ (2; 2√3] 0 < x² − 4 ≤ 8.
II–3 x < 1 2 − x > 1.
II–4 x < −√5 либо x > √5 x² > 5.
II–5 x > 3 (x + 1)/(x − 3) ≥ 1 ⇒ 4/(x − 3) ≥ 0.
III–1 1/2 < x < 5 Оба аргумента > 0; x + 4 > 2x − 1.
III–2 x ≥ 2 ОДЗ x > −2/3; 3x + 2 ≥ x + 6.
III–3 x > 5 На ОДЗ x > 5 условие x − 5 ≤ 4x − 10 автоматически выполняется.
III–4 x > 2 0 < (x − 2)/(x + 1) < 1.
III–5 x ≤ −4 либо x ≥ 4 x² − 9 ≥ 7; оба аргумента положительны.

Проверьте знак на числовой прямой

Если после преобразования получилась дробь, например 4/(x − 3) ≥ 0, обязательно выясните знак знаменателя. Числитель 4 строго положителен, поэтому дробь положительна только при x > 3; равенства нулю не бывает. Значение x = 3 исключено как точка разрыва. Такое исследование знака надёжнее, чем умножение на неизвестный по знаку знаменатель.

В упражнениях со сравнением логарифмов не забудьте проверить оба аргумента: для log2(x + 4) > log2(2x − 1) нужна ОДЗ x > 1/2. Одного решения x < 5 недостаточно: например, x = 0 удовлетворяет этому неравенству, но справа возникает log2(−1), которого в действительных числах нет.

Сравнение двух логарифмов особенно удобно тогда, когда основания одинаковы и больше единицы. Например, log3(3x + 2) ≥ log3(x + 6) сводится к 3x + 2 ≥ x + 6, откуда x ≥ 2. Но до сравнения нужны условия 3x + 2 > 0 и x + 6 > 0. Полученный луч x ≥ 2 полностью лежит в этой области, следовательно лишних точек нет.

Напротив, в задании III–1 промежуточное неравенство x < 5 охватывает отрицательные числа, хотя аргумент 2x − 1 должен быть положительным. Пересечение с x > 1/2 превращает формальную полуось в ограниченный интервал (1/2; 5). Здесь проверяется умение отбирать допустимые значения, а не только переносить слагаемые.

Шкала самопроверки

На каждое неравенство выделите два пункта: один за верное преобразование и один за точные границы с учётом ОДЗ. Максимум 32 балла. Ошибками считаются не только неверные числа, но и закрытие точки, в которой аргумент равен нулю, либо изменение направления неравенства при основании больше единицы.

Важно различать тему этой проверочной и логарифмы с основанием от нуля до единицы: там направление знака при сравнении аргументов меняется. Здесь все основания больше единицы, поэтому переворачивать знак нельзя.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым