11 класс. Алгебра. Показательная и логарифмическая функции. Логарифмические уравнения и неравенства.
11 класс. Алгебра. Показательная и логарифмическая функции. Логарифмические уравнения и неравенства.
Комментарии преподавателя
1. Важные теоретические факты
Напомним центральное определение – определение логарифма. Оно связано с решением показательного уравнения 
. Данное уравнение имеет единственный корень, его называют логарифмом b по основанию а: 
Определение:
Логарифмом числа b по основанию а называется такой показатель степени, в которую нужно возвести основание а, чтобы получить число b.
Напомним основное логарифмическое тождество.
Выражение 
(выражение 1) является корнем уравнения 
(выражение 2). Подставим значение х из выражения 1 вместо х в выражение 2 и получим основное логарифмическое тождество:
Итак мы видим, что каждому значению 
ставится в соответствие значение 
. Обозначим b за х (
), с за у, и таким образом получаем логарифмическую функцию:
Например: 
Вспомним основные свойства логарифмической функции.
Еще раз обратим внимание, здесь , т. к. под логарифмом может стоять строго положительное выражение, 
как основание логарифма.
Рис. 1. График логарифмической функции при различных основаниях
График функции при 
изображен черным цветом. Рис. 1. Если аргумент возрастает от нуля до бесконечности, функция возрастает от минус до плюс бесконечности.
График функции при 
изображен красным цветом. Рис. 1.
Свойства данной функции:
Область определения: 
;
Область значений: 
;
Функция монотонна на всей своей области определения. При монотонно (строго) возрастает, большему значению аргумента соответствует большее значение функции. При монотонно (строго) убывает, большему значению аргумента соответствует меньшее значение функции.
Свойства логарифмической функции являются ключом к решению разнообразных логарифмических уравнений.
2. Методика решения простейших логарифмических уравнений
Рассмотрим простейшее логарифмическое уравнение, все остальные логарифмические уравнения, как правило, сводятся к такому виду.
Поскольку равны основания логарифмов и сами логарифмы, равны и функции, стоящие под логарифмом, но мы должны не упустить область определения. Под логарифмом может стоять только положительное число, имеем:
Мы выяснили, что функции f и g равны, поэтому достаточно выбрать одно любое неравенство чтобы соблюсти ОДЗ.
Таким образом, мы получили смешанную систему, в которой есть уравнение и неравенство:
Неравенство, как правило, решать необязательно, достаточно решить уравнение и найденные корни подставить в неравенство, таким образом выполнить проверку.
Сформулируем метод решения простейших логарифмических уравнений:
Уравнять основания логарифмов;
Приравнять подлогарифмические функции;
Выполнить проверку.
3. Примеры решения уравнений
Рассмотрим конкретные примеры.
Пример 1 – решить уравнение:
Основания логарифмов изначально равны, имеем право приравнять подлогарифмические выражения, не забываем про ОДЗ, выберем для составления неравенства первый логарифм:
Найдем корень и подставим его в неравенство:
Ответ: 
Пример 2 – решить уравнение:
Данное уравнение отличается от предыдущего тем, что основания логарифмов меньше единицы, но это никак не влияет на решение:
Основания логарифмов изначально равны, имеем право приравнять подлогарифмические выражения, не забываем про ОДЗ, выберем для составления неравенства второй логарифм:
Найдем корень и подставим его в неравенство:
Получили неверное неравенство, значит, найденный корень не удовлетворяет ОДЗ.
Ответ: 
Пример 3 – решить уравнение:
Основания логарифмов изначально равны, имеем право приравнять подлогарифмические выражения, не забываем про ОДЗ, выберем для составления неравенства второй логарифм:
Найдем корень и подставим его в неравенство:
Очевидно, что только первый корень удовлетворяет ОДЗ.
Ответ: 
Итак, мы приступили к изучению важной темы – решение логарифмических уравнений. Мы рассмотрели методику решения простейших уравнений и несколько примеров ее применения.
ИСТОЧНИК
http://interneturok.ru/ru/school/algebra/11-klass/pokazatelnaya-i-logarifmicheskaya-funktsii/logarifmicheskie-uravneniya?seconds=0&chapter_id=732
http://www.youtube.com/watch?v=Rnw6OM26PwE
http://www.youtube.com/watch?v=3jNN5D81rr0
http://mathematics-tests.com/matematika/11-klass/algebra-11-klass-urok-logarifmicheskie-uravneniya.pptx
http://www.uchportal.ru/load/26-1-0-1610