Показательные неравенства по монотонности функции — упражнения для печати, 10 класс

Содержание статьи6 разделов

Правило монотонности и печатная карточка

Для 10 класса. Темп изучения показательных и логарифмических выражений в программах России и Казахстана различается: используйте задания после прохождения соответствующих правил. Внутри материала сначала расположен ученический вариант, затем отдельный ключ для проверки.

Если a > 1, функция ax возрастает: при сравнении степеней одного основания знак неравенства сохраняется. Если 0 < a < 1, функция убывает и знак обязательно переворачивается. При a = 1 сравнение показателей вообще не даёт нужного вывода: это постоянная функция.

Основание Поведение Что происходит со знаком
a > 1 возрастает сохраняется
0 < a < 1 убывает меняется на противоположный

Серия 1. Десять коротких упражнений

Рядом с каждым номером отметьте «сохраняем» или «меняем» знак, а затем решите обычное линейное неравенство. Не спешите переносить слагаемые в уме: ошибки часто связаны с отрицательным коэффициентом у x.

  1. (2)x + 2 > (2)5. Ответ: ____________________.
  2. (3)2x − 1 ≥ (3)3. Ответ: ____________________.
  3. (1/2)x + 1 < (1/2)−2. Ответ: ____________________.
  4. (1/3)2x ≤ (1/3)4. Ответ: ____________________.
  5. (2)3x − 2 < (2)x + 4. Ответ: ____________________.
  6. (3)2x + 3 > (3)x − 1. Ответ: ____________________.
  7. (1/2)3x − 1 ≥ (1/2)x + 3. Ответ: ____________________.
  8. (1/4)x > (1/4)−2. Ответ: ____________________.
  9. (5)x − 4 ≤ (5)1. Ответ: ____________________.
  10. (2)4x + 1 ≥ (2)2x + 7. Ответ: ____________________.

Серия 2. Заполните пропуски и объясните выбор

Выполните пункты 11–16. Для каждого укажите тип монотонности, соответствующее линейное неравенство и интервал решений. В номерах 13 и 14 сравните показатели до умножения или деления на отрицательное число.

  1. (1/3)x + 4 < (1/3)2 → показатели: ________ ; итог: ________.
  2. (3)x − 2 ≥ (3)3x − 6 → показатели: ________ ; итог: ________.
  3. (2)x + 5 > (2)x + 2 → показатели: ________ ; итог: ________.
  4. (1/2)2x + 2 ≤ (1/2)2x + 3 → показатели: ________ ; итог: ________.
  5. (4)x + 1 < (4)3 → показатели: ________ ; итог: ________.
  6. (1/2)2x > (1/2)4 → показатели: ________ ; итог: ________.

Итоговая самостоятельная работа

Без таблицы правил решите последние четыре задания. Для № 17–20 составьте контрольную подстановку: одно число из вашего ответа и одно вне множества решений. При равных показателях строгое неравенство должно оказаться неверным.

  1. (3)x − 5 ≤ (3)2x + 1
  2. (2)x + 1 ≥ (2)3x − 7
  3. (1/3)3x + 2 < (1/3)x + 4
  4. (5)2x + 6 > (5)2x + 7

Ключ и самопроверка

  1. (2)x + 2 > (2)5. 3 < x. Основание 2: знак сохраняется.
  2. (3)2x − 1 ≥ (3)3. 2 <= x. Основание 3: знак сохраняется.
  3. (1/2)x + 1 < (1/2)−2. -3 < x. Основание 1/2: знак меняется.
  4. (1/3)2x ≤ (1/3)4. 2 <= x. Основание 1/3: знак меняется.
  5. (2)3x − 2 < (2)x + 4. x < 3. Основание 2: знак сохраняется.
  6. (3)2x + 3 > (3)x − 1. -4 < x. Основание 3: знак сохраняется.
  7. (1/2)3x − 1 ≥ (1/2)x + 3. x <= 2. Основание 1/2: знак меняется.
  8. (1/4)x > (1/4)−2. x < -2. Основание 1/4: знак меняется.
  9. (5)x − 4 ≤ (5)1. x <= 5. Основание 5: знак сохраняется.
  10. (2)4x + 1 ≥ (2)2x + 7. 3 <= x. Основание 2: знак сохраняется.
  11. (1/3)x + 4 < (1/3)2. -2 < x. Основание 1/3: знак меняется.
  12. (3)x − 2 ≥ (3)3x − 6. x <= 2. Основание 3: знак сохраняется.
  13. (2)x + 5 > (2)x + 2. все действительные x. Основание 2: знак сохраняется.
  14. (1/2)2x + 2 ≤ (1/2)2x + 3. решений нет. Основание 1/2: знак меняется.
  15. (4)x + 1 < (4)3. x < 2. Основание 4: знак сохраняется.
  16. (1/2)2x > (1/2)4. x < 2. Основание 1/2: знак меняется.
  17. (3)x − 5 ≤ (3)2x + 1. -6 <= x. Основание 3: знак сохраняется.
  18. (2)x + 1 ≥ (2)3x − 7. x <= 4. Основание 2: знак сохраняется.
  19. (1/3)3x + 2 < (1/3)x + 4. 1 < x. Основание 1/3: знак меняется.
  20. (5)2x + 6 > (5)2x + 7. решений нет. Основание 5: знак сохраняется.

Вопрос на понимание: в № 13 и № 14 показатели отличаются только на константу; поэтому сравнение одинаковых степеней верно либо при всех x, либо ни при одном x. Это полезный контроль здравого смысла: ответ может быть не только промежутком, но и всей числовой прямой или пустым множеством.

Три эталонных рассуждения для проверки результата

Пример с возрастающей функцией: 23x−1 ≥ 25. Поскольку 2 больше единицы, получаем 3x − 1 ≥ 5, затем 3x ≥ 6 и x ≥ 2. Граничная точка 2 включается, так как знак нестрогий, и при x = 2 обе стороны равны.

Пример с убывающей функцией: (1/3)x+2 > (1/3)4. Поскольку основание лежит между нулём и единицей, знак разворачивается: x + 2 < 4, значит x < 2. При x = 2 было бы равенство, поэтому граничная точка исключена. Это принципиально иной ход, чем в первом примере.

Пример без зависимости от x: 2x+5 > 2x+2. Сравнение показателей превращается в x + 5 > x + 2, то есть 5 > 2. Оно верно при каждом действительном x. Если же заменить правый показатель на x + 8, получится 5 > 8 — неверно при любом x. Проверяйте, не исчезла ли переменная после преобразования: тогда ответом может быть всё множество чисел или пустое множество.

Если ученик сомневается, предложите пробные точки x = 0 и x = 3. При этом помните: две подстановки помогают обнаружить ошибку, но не заменяют строгое преобразование. В итоговой работе записывайте ответ знаком неравенства или интервалом и отдельно отмечайте включение границ.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым