การตัดสินใจส่วนใหญ่ ปัญหาทางคณิตศาสตร์มีความเกี่ยวข้องกับการแปลงนิพจน์เชิงตัวเลข พีชคณิต หรือเชิงฟังก์ชันในทางใดทางหนึ่ง ข้อความข้างต้นมีผลใช้กับการตัดสินใจโดยเฉพาะ ในเวอร์ชันของการสอบ Unified State ในวิชาคณิตศาสตร์ ปัญหาประเภทนี้จะรวมถึงงาน C3 โดยเฉพาะ การเรียนรู้ที่จะแก้งาน C3 นั้นมีความสำคัญไม่เพียง แต่เพื่อจุดประสงค์ในการผ่านการสอบ Unified State เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเหตุผลที่ทักษะนี้จะมีประโยชน์เมื่อเรียนหลักสูตรคณิตศาสตร์ในโรงเรียนมัธยมด้วย
เมื่อเสร็จสิ้นภารกิจ C3 คุณต้องตัดสินใจ ประเภทต่างๆสมการและอสมการ ในหมู่พวกเขามีโมดูลที่มีเหตุผล, ไม่ลงตัว, เอ็กซ์โปเนนเชียล, ลอการิทึม, ตรีโกณมิติ, ที่มี ( ค่าสัมบูรณ์) เช่นเดียวกับที่รวมกัน บทความนี้จะกล่าวถึงสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลและอสมการประเภทหลักๆ ตลอดจนวิธีการต่างๆ ในการแก้สมการเหล่านี้ อ่านเกี่ยวกับการแก้สมการและอสมการประเภทอื่น ๆ ในส่วน "" ในบทความเกี่ยวกับวิธีการแก้ปัญหา C3 จาก ตัวเลือกการสอบ Unified Stateในวิชาคณิตศาสตร์
ก่อนที่เราจะเริ่มวิเคราะห์เจาะจง สมการเลขชี้กำลังและอสมการในฐานะครูสอนคณิตศาสตร์ ฉันขอแนะนำให้คุณทบทวนเนื้อหาทางทฤษฎีที่เราจำเป็นต้องใช้
หน้าที่ของแบบฟอร์ม ย = เอ็กซ์, ที่ไหน ก> 0 และ ก≠ 1 ถูกเรียก ฟังก์ชันเลขชี้กำลัง.
ขั้นพื้นฐาน คุณสมบัติ ฟังก์ชันเลขชี้กำลัง ย = เอ็กซ์:
กราฟของฟังก์ชันเลขชี้กำลังคือ เลขชี้กำลัง:
กราฟของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง (เลขชี้กำลัง)
บ่งชี้เรียกว่าสมการซึ่งตัวแปรที่ไม่รู้จักจะพบได้เฉพาะในเลขยกกำลังบางค่าเท่านั้น
เพื่อแก้ปัญหา สมการเลขชี้กำลังคุณต้องรู้และสามารถใช้ทฤษฎีบทง่ายๆ ต่อไปนี้ได้:
ทฤษฎีบท 1สมการเลขชี้กำลัง ก ฉ(x) = ก ก(x) (ที่ไหน ก > 0, ก≠ 1) เทียบเท่ากับสมการ ฉ(x) = ก(x).
นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์ในการจดจำสูตรพื้นฐานและการดำเนินการด้วยองศา:
Title="แสดงผลโดย QuickLaTeX.com">!}
ตัวอย่างที่ 1แก้สมการ:
สารละลาย:เราใช้สูตรและการทดแทนข้างต้น:
สมการจะกลายเป็น:
การเลือกปฏิบัติของสมการกำลังสองที่ได้จะเป็นค่าบวก:
Title="แสดงผลโดย QuickLaTeX.com">!}
ซึ่งหมายความว่าสมการนี้มีสองราก เราพบพวกเขา:
ไปสู่การทดแทนแบบย้อนกลับเราจะได้:
สมการที่สองไม่มีราก เนื่องจากฟังก์ชันเลขชี้กำลังเป็นบวกอย่างเคร่งครัดตลอดขอบเขตคำจำกัดความทั้งหมด มาแก้อันที่สองกัน:
เมื่อคำนึงถึงสิ่งที่กล่าวไว้ในทฤษฎีบทที่ 1 เราจะไปยังสมการที่เทียบเท่ากัน: x= 3 นี่จะเป็นคำตอบของงาน
คำตอบ: x = 3.
ตัวอย่างที่ 2แก้สมการ:
สารละลาย:ข้อจำกัดในพื้นที่ ค่าที่ยอมรับได้สมการไม่ได้เป็นเช่นนั้น เนื่องจากนิพจน์รากสมเหตุสมผลกับค่าใดๆ x(ฟังก์ชันเลขชี้กำลัง ย = 9 4 -xบวกและไม่เท่ากับศูนย์)
เราแก้สมการด้วยการแปลงที่เท่ากันโดยใช้กฎการคูณและการหารยกกำลัง:
การเปลี่ยนแปลงครั้งล่าสุดดำเนินการตามทฤษฎีบทที่ 1
คำตอบ:x= 6.
ตัวอย่างที่ 3แก้สมการ:
สารละลาย:ทั้งสองด้านของสมการดั้งเดิมสามารถหารด้วย 0.2 x- การเปลี่ยนแปลงนี้จะเท่ากัน เนื่องจากนิพจน์นี้มีค่ามากกว่าศูนย์สำหรับค่าใดๆ x(ฟังก์ชันเลขชี้กำลังเป็นบวกอย่างเคร่งครัดในโดเมนของคำจำกัดความ) จากนั้นสมการจะอยู่ในรูปแบบ:
คำตอบ: x = 0.
ตัวอย่างที่ 4แก้สมการ:
สารละลาย:เราลดความซับซ้อนของสมการให้เป็นสมการเบื้องต้นโดยใช้การแปลงที่เท่ากันโดยใช้กฎการหารและการคูณกำลังที่ให้ไว้ตอนต้นของบทความ:
หารทั้งสองข้างของสมการด้วย 4 xดังเช่นในตัวอย่างก่อนหน้านี้ เป็นการแปลงที่เทียบเท่ากัน เนื่องจากนิพจน์นี้ไม่เท่ากับศูนย์สำหรับค่าใดๆ x.
คำตอบ: x = 0.
ตัวอย่างที่ 5แก้สมการ:
สารละลาย:การทำงาน ย = 3xยืนอยู่ทางด้านซ้ายของสมการกำลังเพิ่มขึ้น การทำงาน ย = —x-2/3 ทางด้านขวาของสมการกำลังลดลง ซึ่งหมายความว่าหากกราฟของฟังก์ชันเหล่านี้ตัดกัน จะมีจุดมากที่สุดเพียงจุดเดียว ใน ในกรณีนี้เดาได้ไม่ยากว่ากราฟตัดกันที่จุดนั้น x= -1. จะไม่มีรากอื่น
คำตอบ: x = -1.
ตัวอย่างที่ 6แก้สมการ:
สารละลาย:เราทำให้สมการง่ายขึ้นด้วยการแปลงที่เท่ากัน โดยคำนึงถึงทุกที่ว่าฟังก์ชันเลขชี้กำลังมีค่ามากกว่าศูนย์สำหรับค่าใดๆ อย่างเคร่งครัด xและใช้กฎในการคำนวณผลคูณและผลหารของกำลังที่ให้ไว้ตอนต้นบทความ:
คำตอบ: x = 2.
บ่งชี้เรียกว่าอสมการซึ่งมีตัวแปรที่ไม่รู้จักอยู่ในเลขยกกำลังบางค่าเท่านั้น
เพื่อแก้ปัญหา อสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลจำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับทฤษฎีบทต่อไปนี้:
ทฤษฎีบท 2ถ้า ก> 1 แล้วความไม่เท่าเทียมกัน ก ฉ(x) > ก ก(x) เทียบเท่ากับอสมการที่มีความหมายเดียวกัน: ฉ(x) > ก(x- ถ้า 0< ก < 1, то показательное неравенство ก ฉ(x) > ก ก(x) เทียบเท่ากับอสมการที่มีความหมายตรงกันข้าม: ฉ(x) < ก(x).
ตัวอย่างที่ 7แก้ความไม่เท่าเทียมกัน:
สารละลาย:ขอนำเสนอความไม่เท่าเทียมกันดั้งเดิมในรูปแบบ:
ลองหารทั้งสองข้างของอสมการนี้ด้วย 3 2 กัน xในกรณีนี้ (เนื่องจากผลบวกของฟังก์ชัน ย= 3 2x) เครื่องหมายอสมการจะไม่เปลี่ยนแปลง:
ลองใช้การทดแทน:
จากนั้นความไม่เท่าเทียมกันจะเกิดขึ้น:
ดังนั้น คำตอบของอสมการคือช่วง:
เมื่อย้ายไปที่การทดแทนแบบย้อนกลับเราจะได้:
ความไม่เท่าเทียมกันด้านซ้ายจะเป็นไปตามค่าบวกของฟังก์ชันเลขชี้กำลังโดยอัตโนมัติ การเอาเปรียบ ทรัพย์สินที่รู้จักลอการิทึม เราจะดำเนินการกับอสมการที่เท่ากัน:
เนื่องจากฐานของระดับเป็นตัวเลขที่มากกว่า 1 เทียบเท่า (ตามทฤษฎีบท 2) จึงเป็นการเปลี่ยนไปสู่อสมการต่อไปนี้:
ในที่สุดเราก็ได้ คำตอบ:
ตัวอย่างที่ 8แก้ความไม่เท่าเทียมกัน:
สารละลาย:โดยใช้คุณสมบัติของการคูณและการหารยกกำลัง เราเขียนอสมการใหม่ในรูปแบบ:
ขอแนะนำตัวแปรใหม่:
เมื่อคำนึงถึงการทดแทนนี้ ความไม่เท่าเทียมกันจะอยู่ในรูปแบบ:
เมื่อคูณตัวเศษและส่วนของเศษส่วนด้วย 7 เราจะได้อสมการที่เทียบเท่ากันดังต่อไปนี้:
ดังนั้นค่าของตัวแปรต่อไปนี้จึงเป็นไปตามความไม่เท่าเทียมกัน ที:
จากนั้นเมื่อย้ายไปที่การทดแทนแบบย้อนกลับเราจะได้:
เนื่องจากฐานของระดับนี้มากกว่า 1 การเปลี่ยนไปสู่ความไม่เท่าเทียมกันจึงจะเท่ากัน (ตามทฤษฎีบท 2):
ในที่สุดเราก็ได้ คำตอบ:
ตัวอย่างที่ 9แก้ความไม่เท่าเทียมกัน:
สารละลาย:
เราแบ่งอสมการทั้งสองด้านด้วยนิพจน์:
ค่านี้จะมากกว่าศูนย์เสมอ (เนื่องจากค่าบวกของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องหมายอสมการ เราได้รับ:
t อยู่ในช่วง:
เมื่อพิจารณาถึงการทดแทนแบบย้อนกลับ เราพบว่าอสมการเดิมแบ่งออกเป็นสองกรณี:
อสมการประการแรกไม่มีทางแก้ได้เนื่องจากค่าบวกของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง มาแก้อันที่สองกัน:
ตัวอย่างที่ 10แก้ความไม่เท่าเทียมกัน:
สารละลาย:
สาขาพาราโบลา ย = 2x+2-x 2 ชี้ลง ดังนั้นจึงถูกจำกัดจากด้านบนด้วยค่าที่มาถึงที่จุดยอด:
สาขาพาราโบลา ย = x 2 -2x+2 ในตัวบ่งชี้ชี้ขึ้นด้านบน ซึ่งหมายความว่ามันถูกจำกัดจากด้านล่างด้วยค่าที่มันมาถึงที่จุดยอด:
ในขณะเดียวกัน ฟังก์ชันก็ปรากฏว่ามีขอบเขตจากด้านล่างด้วย ย = 3 x 2 -2x+2 ซึ่งอยู่ทางด้านขวาของสมการ เธอบรรลุเป้าหมายของเธอ ค่าต่ำสุดที่จุดเดียวกับพาราโบลาในเลขชี้กำลัง และค่านี้เท่ากับ 3 1 = 3 ดังนั้น อสมการดั้งเดิมจะเป็นจริงได้ก็ต่อเมื่อฟังก์ชันทางด้านซ้ายและฟังก์ชันทางขวาใช้ค่าเท่ากับ 3 ที่จุดเดียวกัน (โดยทางแยก ช่วงค่าของฟังก์ชันเหล่านี้มีเพียงตัวเลขนี้เท่านั้น) เงื่อนไขนี้จบที่จุดเดียว x = 1.
คำตอบ: x= 1.
เพื่อเรียนรู้ที่จะตัดสินใจ สมการเลขชี้กำลังและอสมการจำเป็นต้องฝึกฝนการแก้ปัญหาเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง สิ่งต่างๆ มากมายสามารถช่วยคุณในงานที่ยากลำบากนี้ได้ คู่มือระเบียบวิธี, หนังสือปัญหาคณิตศาสตร์ระดับประถมศึกษา , ชุดปัญหาการแข่งขัน , ชั้นเรียนคณิตศาสตร์ที่โรงเรียน รวมถึงบทเรียนตัวต่อตัวกับครูสอนพิเศษมืออาชีพ ฉันขอให้คุณประสบความสำเร็จในการเตรียมตัวและผลการสอบที่ยอดเยี่ยม
เซอร์เกย์ วาเลรีวิช
ป.ล. เรียนแขกทุกท่าน! กรุณาอย่าเขียนคำขอเพื่อแก้สมการของคุณในความคิดเห็น น่าเสียดายที่ฉันไม่มีเวลาสำหรับเรื่องนี้เลย ข้อความดังกล่าวจะถูกลบ โปรดอ่านบทความ บางทีคุณอาจพบคำตอบสำหรับคำถามที่ไม่อนุญาตให้คุณแก้ไขงานด้วยตัวเองในนั้น
มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเบลโกรอด
แผนก พีชคณิต ทฤษฎีจำนวน และเรขาคณิต
หัวข้อ: สมการกำลังเลขชี้กำลังและอสมการ
วิทยานิพนธ์นักศึกษาคณะฟิสิกส์และคณิตศาสตร์
หัวหน้างานด้านวิทยาศาสตร์:
______________________________
ผู้ตรวจสอบ: _______________________
________________________
เบลโกรอด 2549
การแนะนำ | 3 | ||
เรื่อง ฉัน. | การวิเคราะห์วรรณกรรมในหัวข้อวิจัย | ||
เรื่อง ครั้งที่สอง | ฟังก์ชันและคุณสมบัติที่ใช้ในการแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ | ||
I.1. | ฟังก์ชันกำลังและคุณสมบัติของมัน | ||
I.2. | ฟังก์ชันเลขชี้กำลังและคุณสมบัติของมัน | ||
เรื่อง III. | การแก้สมการกำลังเลขชี้กำลัง อัลกอริธึม และตัวอย่าง | ||
เรื่อง IV. | การแก้อสมการเอ็กซ์โพเนนเชียล แผนการแก้ปัญหา และตัวอย่าง | ||
เรื่อง วี. | ประสบการณ์ในการเรียนร่วมกับเด็กนักเรียนในหัวข้อ “การแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ” | ||
วี. 1. | วัสดุการศึกษา | ||
วี. 2. | ปัญหาสำหรับการแก้ปัญหาอย่างอิสระ | ||
บทสรุป. | ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ | ||
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว | |||
การใช้งาน |
การแนะนำ.
“...ความสุขที่ได้เห็นและเข้าใจ...”
ก. ไอน์สไตน์.
ในงานนี้ ฉันพยายามถ่ายทอดประสบการณ์ของฉันในฐานะครูคณิตศาสตร์ เพื่อถ่ายทอดทัศนคติของฉันต่อการสอนอย่างน้อยในระดับหนึ่ง ซึ่งเป็นความพยายามของมนุษย์ที่วิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ การสอน การสอน จิตวิทยา และแม้แต่ปรัชญามีความเกี่ยวพันกันอย่างน่าประหลาดใจ
ฉันมีโอกาสทำงานกับเด็กๆ และผู้สำเร็จการศึกษา โดยมีเด็กๆ ที่มีพัฒนาการทางสติปัญญา ได้แก่ ผู้ที่ลงทะเบียนกับจิตแพทย์และผู้ที่สนใจคณิตศาสตร์จริงๆ
ฉันมีโอกาสแก้ไขปัญหาด้านระเบียบวิธีมากมาย ฉันจะพยายามพูดถึงสิ่งที่ฉันจัดการเพื่อแก้ไข แต่ยิ่งล้มเหลวมากขึ้นไปอีก และแม้แต่ในสิ่งที่ดูเหมือนจะได้รับการแก้ไขแล้ว ก็มีคำถามใหม่เกิดขึ้น
แต่สิ่งที่สำคัญยิ่งกว่าประสบการณ์นั้นคือการสะท้อนและความสงสัยของครู: ทำไมประสบการณ์นี้ถึงเป็นเช่นนี้?
และตอนนี้ฤดูร้อนก็แตกต่างออกไป และการพัฒนาด้านการศึกษาก็น่าสนใจยิ่งขึ้น “ใต้ดาวพฤหัสบดี” ในปัจจุบันไม่ใช่การค้นหาระบบการสอน “ทุกคนและทุกสิ่ง” ที่เป็นตำนาน แต่เป็นการค้นหาตัวเด็กเอง แต่แล้ว - จำเป็น - ครู
ใน หลักสูตรของโรงเรียนพีชคณิตและจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์ เกรด 10 - 11 ด ผ่านการสอบ Unified Stateในระหว่างหลักสูตรมัธยมปลายและในการสอบเข้ามหาวิทยาลัย จะพบสมการและอสมการที่ไม่ทราบค่าในฐานและเลขชี้กำลัง ซึ่งเป็นสมการเลขชี้กำลังและอสมการ
พวกเขาได้รับความสนใจเพียงเล็กน้อยที่โรงเรียน แทบไม่มีการมอบหมายงานในหัวข้อนี้ในหนังสือเรียน อย่างไรก็ตามการฝึกฝนเทคนิคการแก้ปัญหาเหล่านั้นดูเหมือนว่ามีประโยชน์มากสำหรับฉัน: มันช่วยเพิ่มจิตใจและ ความคิดสร้างสรรค์นักเรียน ขอบเขตอันใหม่กำลังเปิดกว้างต่อหน้าเรา เมื่อแก้ไขปัญหา นักเรียนจะได้รับทักษะแรก งานวิจัยวัฒนธรรมทางคณิตศาสตร์ของพวกเขาได้รับการเสริมสมรรถนะ ความสามารถของพวกเขาในการ การคิดเชิงตรรกะ- เด็กนักเรียนพัฒนาคุณสมบัติด้านบุคลิกภาพ เช่น ความมุ่งมั่น การตั้งเป้าหมาย และความเป็นอิสระ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อพวกเขาในชีวิตบั้นปลาย และยังมีการทำซ้ำ การขยาย และการซึมซับสื่อการศึกษาอย่างลึกซึ้งอีกด้วย
ฉันเริ่มทำงานในหัวข้อนี้เพื่อการวิจัยวิทยานิพนธ์โดยการเขียนรายวิชา ในหลักสูตรที่ฉันศึกษาและวิเคราะห์วรรณกรรมทางคณิตศาสตร์ในหัวข้อนี้อย่างลึกซึ้งฉันได้ระบุสิ่งที่สำคัญที่สุด วิธีการที่เหมาะสมการแก้สมการกำลังเลขชี้กำลังและอสมการ
มันอยู่ในความจริงที่ว่านอกเหนือจากวิธีการที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเมื่อแก้สมการเลขชี้กำลัง (ฐานมีค่ามากกว่า 0) และเมื่อแก้อสมการเดียวกัน (ฐานมีค่ามากกว่า 1 หรือมากกว่า 0 แต่น้อยกว่า 1) จะพิจารณากรณีต่างๆ ด้วยเมื่อฐานเป็นลบ เท่ากับ 0 และ 1
การวิเคราะห์เอกสารสอบข้อเขียนของนักเรียนแสดงให้เห็นว่าการขาดความครอบคลุมของคำถามเกี่ยวกับค่าลบของการโต้แย้งของฟังก์ชันเลขชี้กำลังในตำราเรียนของโรงเรียนทำให้เกิดปัญหาหลายประการและนำไปสู่ข้อผิดพลาด และพวกเขายังมีปัญหาในขั้นตอนของการจัดระบบผลลัพธ์ที่ได้รับซึ่งเนื่องจากการเปลี่ยนไปใช้สมการ - ผลที่ตามมาหรือความไม่เท่าเทียมกัน - ผลที่ตามมาอาจทำให้รากที่ไม่เกี่ยวข้องปรากฏขึ้น เพื่อกำจัดข้อผิดพลาด เราใช้การทดสอบโดยใช้สมการหรืออสมการดั้งเดิมและอัลกอริทึมสำหรับการแก้สมการเอ็กซ์โปเนนเชียล หรือแผนการแก้อสมการเอ็กซ์โปเนนเชียล
เพื่อให้นักศึกษาสามารถสำเร็จการศึกษาและสำเร็จการศึกษาได้สำเร็จ การสอบเข้าฉันเชื่อว่าจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับการแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการในชั้นเรียนให้มากขึ้น หรือในวิชาเลือกและชมรมด้วย
ดังนั้น หัวข้อ , ของฉัน วิทยานิพนธ์มีคำจำกัดความดังนี้: “สมการกำลังเลขชี้กำลังและอสมการ”
เป้าหมาย ของงานนี้คือ:
1. วิเคราะห์วรรณกรรมในหัวข้อนี้
2. ให้ การวิเคราะห์เต็มรูปแบบการแก้สมการกำลังเลขชี้กำลังและอสมการ
3. จัดเตรียมตัวอย่างประเภทต่างๆ ในหัวข้อนี้ในจำนวนที่เพียงพอ
4. ตรวจสอบในชั้นเรียน วิชาเลือก และชั้นเรียนชมรมว่าวิธีการที่นำเสนอในการแก้สมการเอ็กซ์โปเนนเชียลและอสมการจะรับรู้ได้อย่างไร ให้คำแนะนำที่เหมาะสมสำหรับการศึกษาหัวข้อนี้
เรื่อง การวิจัยของเราคือการพัฒนาระเบียบวิธีในการแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ
วัตถุประสงค์และหัวข้อของการศึกษาจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาต่อไปนี้:
1. ศึกษาวรรณกรรมในหัวข้อ “สมการกำลังเลขชี้กำลังและอสมการ”
2. ฝึกฝนเทคนิคการแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ
3. เลือกสื่อการฝึกอบรมและพัฒนาระบบการออกกำลังกาย ระดับที่แตกต่างกันในหัวข้อ “การแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ”
ในระหว่างการวิจัยวิทยานิพนธ์ มีการวิเคราะห์ผลงานมากกว่า 20 เรื่องเกี่ยวกับการใช้ วิธีการต่างๆการแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ จากที่นี่เราได้รับ
แผนวิทยานิพนธ์:
การแนะนำ.
บทที่ 1 การวิเคราะห์วรรณกรรมในหัวข้อวิจัย
บทที่สอง ฟังก์ชันและคุณสมบัติที่ใช้ในการแก้สมการเลขชี้กำลังและอสมการ
II.1. ฟังก์ชันกำลังและคุณสมบัติของมัน
II.2. ฟังก์ชันเลขชี้กำลังและคุณสมบัติของมัน
บทที่ 3 การแก้สมการกำลังเลขชี้กำลัง อัลกอริธึม และตัวอย่าง
บทที่สี่ การแก้อสมการเอ็กซ์โพเนนเชียล แผนการแก้ปัญหา และตัวอย่าง
บทที่ 5 ประสบการณ์การจัดชั้นเรียนกับเด็กนักเรียนในหัวข้อนี้
1.สื่อการฝึกอบรม
2.งานสำหรับการแก้ปัญหาที่เป็นอิสระ
บทสรุป. ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว
บทที่ฉันวิเคราะห์วรรณกรรม
ในบทนี้ เราจะดูอสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลต่างๆ และเรียนรู้วิธีแก้ โดยอาศัยเทคนิคในการแก้อสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลที่ง่ายที่สุด
ให้เรานึกถึงคำจำกัดความและคุณสมบัติพื้นฐานของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง การแก้สมการเอ็กซ์โปเนนเชียลและอสมการทั้งหมดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเหล่านี้
ฟังก์ชันเลขชี้กำลังเป็นฟังก์ชันของรูปแบบ โดยที่ฐานคือดีกรี และที่ x คือตัวแปรอิสระ อาร์กิวเมนต์ y คือตัวแปรตาม, ฟังก์ชัน
ข้าว. 1. กราฟของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง
กราฟแสดงเลขยกกำลังที่เพิ่มขึ้นและลดลง ซึ่งแสดงฟังก์ชันเลขชี้กำลังที่มีฐานที่มากกว่าหนึ่งและน้อยกว่าหนึ่งแต่มากกว่าศูนย์ ตามลำดับ
เส้นโค้งทั้งสองผ่านจุด (0;1)
คุณสมบัติของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง:
ขอบเขต: ;
ช่วงของค่า: ;
ฟังก์ชั่นเป็นแบบโมโนโทนิก เพิ่มขึ้นด้วย ลดลงด้วย
ฟังก์ชันโมโนโทนิกรับค่าแต่ละค่าโดยให้ค่าอาร์กิวเมนต์เดียว
เมื่อ เมื่ออาร์กิวเมนต์เพิ่มขึ้นจากลบเป็นบวกอนันต์ฟังก์ชันจะเพิ่มขึ้นจากศูนย์รวมเป็นบวกอนันต์นั่นคือสำหรับค่าที่กำหนดของอาร์กิวเมนต์เรามีฟังก์ชันที่เพิ่มขึ้นแบบซ้ำซากจำเจ () ในทางตรงกันข้ามเมื่ออาร์กิวเมนต์เพิ่มขึ้นจากลบเป็นบวกอนันต์ฟังก์ชันจะลดลงจากอนันต์เป็นศูนย์รวมนั่นคือสำหรับค่าที่กำหนดของอาร์กิวเมนต์เรามีฟังก์ชันลดลงแบบซ้ำซากจำเจ ()
จากข้อมูลข้างต้น เรานำเสนอวิธีการแก้อสมการเลขชี้กำลังอย่างง่าย:
เทคนิคการแก้ไขอสมการ:
ปรับฐานขององศาให้เท่ากัน
เปรียบเทียบตัวบ่งชี้โดยคงหรือเปลี่ยนเครื่องหมายอสมการให้เป็นเครื่องหมายตรงกันข้าม
การแก้ปัญหาอสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลที่ซับซ้อนมักจะประกอบด้วยการลดอสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลที่ง่ายที่สุด
ฐานของระดับนั้นมากกว่าหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าสัญญาณความไม่เท่าเทียมกันยังคงอยู่:
มาแปลงร่างกันเถอะ ด้านขวาตามคุณสมบัติของปริญญา:
ฐานของระดับนั้นน้อยกว่าหนึ่ง เครื่องหมายอสมการจะต้องกลับด้าน:
เพื่อแก้ปัญหา อสมการกำลังสองเราจะตัดสินใจตามความเหมาะสม สมการกำลังสอง:
เมื่อใช้ทฤษฎีบทของ Vieta เราจะหาราก:
กิ่งก้านของพาราโบลาชี้ขึ้น
ดังนั้นเราจึงมีวิธีแก้ไขความไม่เท่าเทียมกัน:
เป็นเรื่องง่ายที่จะเดาว่าด้านขวาสามารถแสดงเป็นยกกำลังโดยมีเลขชี้กำลังเป็นศูนย์:
ฐานของดีกรีมีค่ามากกว่าหนึ่ง เครื่องหมายอสมการไม่เปลี่ยนแปลง เราได้รับ:
ให้เรานึกถึงเทคนิคการแก้ไขความไม่เท่าเทียมดังกล่าว
พิจารณาฟังก์ชันเศษส่วน-ตรรกยะ:
เราค้นหาโดเมนของคำจำกัดความ:
ค้นหารากของฟังก์ชัน:
ฟังก์ชั่นมีรูตเดียว
เราเลือกช่วงเวลาของเครื่องหมายคงที่และกำหนดสัญญาณของฟังก์ชันในแต่ละช่วงเวลา:
ข้าว. 2. ช่วงเวลาความสม่ำเสมอของสัญญาณ
ดังนั้นเราจึงได้รับคำตอบ
คำตอบ:
ลองพิจารณาความไม่เท่าเทียมด้วยตัวชี้วัดเดียวกันแต่ใช้ฐานต่างกัน
คุณสมบัติอย่างหนึ่งของฟังก์ชันเอ็กซ์โปเนนเชียลคือค่าใดๆ ของอาร์กิวเมนต์จะต้องเคร่งครัด ค่าบวกซึ่งหมายความว่าสามารถแบ่งออกเป็นฟังก์ชันเลขชี้กำลังได้ ให้เราแบ่งอสมการที่กำหนดทางด้านขวา:
ฐานของระดับนั้นมากกว่าหนึ่ง เครื่องหมายอสมการจะยังคงอยู่
เรามาอธิบายวิธีแก้ปัญหากัน:
รูปที่ 6.3 แสดงกราฟของฟังก์ชันและ แน่นอนว่า เมื่ออาร์กิวเมนต์มากกว่าศูนย์ กราฟของฟังก์ชันจะสูงขึ้น ฟังก์ชันนี้จะมีขนาดใหญ่ขึ้น เมื่อค่าอาร์กิวเมนต์เป็นลบ ฟังก์ชันจะลดลง และมีขนาดเล็กลง เมื่ออาร์กิวเมนต์เท่ากัน ฟังก์ชันจะเท่ากัน ซึ่งหมายความว่า จุดที่กำหนดยังเป็นวิธีแก้ปัญหาของอสมการที่กำหนดด้วย
ข้าว. 3. ภาพประกอบตัวอย่างที่ 4
ให้เราแปลงความไม่เท่าเทียมกันที่กำหนดตามคุณสมบัติของระดับ:
ต่อไปนี้เป็นคำที่คล้ายกัน:
ลองแบ่งทั้งสองส่วนออกเป็น:
ตอนนี้เรายังคงแก้ต่อไปในทำนองเดียวกันกับตัวอย่างที่ 4 โดยหารทั้งสองส่วนด้วย:
ฐานของระดับนั้นมากกว่าหนึ่ง แต่สัญญาณอสมการยังคงอยู่:
ตัวอย่างที่ 6 - แก้ความไม่เท่าเทียมกันแบบกราฟิก:
มาดูฟังก์ชันทางด้านซ้ายและด้านขวาและสร้างกราฟสำหรับฟังก์ชันแต่ละรายการกัน
ฟังก์ชันนี้เป็นเลขชี้กำลังและเพิ่มขึ้นทั่วทั้งขอบเขตคำจำกัดความ เช่น สำหรับค่าจริงทั้งหมดของอาร์กิวเมนต์
ฟังก์ชั่นนี้เป็นเส้นตรงและลดลงตลอดขอบเขตคำจำกัดความทั้งหมดนั่นคือสำหรับค่าจริงทั้งหมดของอาร์กิวเมนต์
หากฟังก์ชันเหล่านี้ตัดกัน นั่นคือระบบมีคำตอบ คำตอบดังกล่าวจะไม่ซ้ำกันและสามารถเดาได้ง่าย เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เราจะวนซ้ำจำนวนเต็ม ()
จะเห็นได้ง่ายว่ารากของระบบนี้คือ:
ดังนั้นกราฟของฟังก์ชันจะตัดกันที่จุดหนึ่งโดยมีอาร์กิวเมนต์เท่ากับหนึ่ง
ตอนนี้เราต้องได้รับคำตอบ ความหมายของอสมการที่กำหนดคือเลขชี้กำลังต้องมากกว่าหรือเท่ากับ ฟังก์ชันเชิงเส้นกล่าวคือสูงขึ้นหรือตรงกัน. คำตอบนั้นชัดเจน: (รูปที่ 6.4)
ข้าว. 4. ภาพประกอบตัวอย่างที่ 6
ดังนั้นเราจึงดูที่การแก้ไขอสมการเลขชี้กำลังมาตรฐานต่างๆ ต่อไปเราจะพิจารณาอสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลที่ซับซ้อนมากขึ้น
อ้างอิง
Mordkovich A. G. Algebra และจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ - ม.: นีโมซิน. Muravin G.K., Muravin O.V. พีชคณิตและจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ - ม.: อีแร้ง. Kolmogorov A. N. , Abramov A. M. , Dudnitsyn Yu. et al. และจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ - ม.: การตรัสรู้.
คณิตศาสตร์. แพทยศาสตร์ คณิตศาสตร์-การทำซ้ำ ดอทคอม ความแตกต่าง เคมซู รุ
การบ้าน
1. พีชคณิตและจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์เกรด 10-11 (A. N. Kolmogorov, A. M. Abramov, Yu. P. Dudnitsyn) 1990, หมายเลข 472, 473;
2. แก้ความไม่เท่าเทียมกัน:
3. แก้ปัญหาความไม่เท่าเทียมกัน
และ x = b เป็นสมการเลขชี้กำลังที่ง่ายที่สุด ในนั้น กมากกว่าศูนย์และ กไม่เท่ากับหนึ่ง
จากคุณสมบัติของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง เรารู้ว่าช่วงของค่านั้นจำกัดอยู่ที่จำนวนจริงบวกเท่านั้น แล้วถ้า b = 0 สมการก็ไม่มีคำตอบ สถานการณ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นในสมการโดยที่ b
ทีนี้ลองสมมุติว่า b>0 ถ้าอยู่ในฟังก์ชันเลขชี้กำลังฐาน กมากกว่าความสามัคคี จากนั้นฟังก์ชันจะเพิ่มขึ้นตลอดขอบเขตคำจำกัดความทั้งหมด ถ้าอยู่ในฟังก์ชันเลขชี้กำลังของฐาน กสมบูรณ์ เงื่อนไขต่อไป 0
จากข้อมูลนี้และการประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทราก เราจะพบว่าสมการ a x = b มีรากเพียงตัวเดียว สำหรับ b>0 และค่าบวก กไม่เท่ากับหนึ่ง หากต้องการค้นหา คุณต้องแทน b ในรูปแบบ b = a c ลองพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้: แก้สมการ 5 (x 2 - 2*x - 1) = 25 ลองนึกภาพ 25 เป็น 5 2 เราจะได้: 5 (x 2 - 2*x - 1) = 5 2 . หรือสิ่งที่เทียบเท่า: x 2 - 2*x - 1 = 2 เราแก้สมการกำลังสองที่ได้โดยใช้วิธีใดวิธีหนึ่งที่ทราบ เราได้สองราก x = 3 และ x = -1 คำตอบ: 3;-1. มาแก้สมการ 4 x - 5*2 x + 4 = 0 แทนกัน: t=2 x แล้วได้สมการกำลังสองต่อไปนี้: เสื้อ 2 - 5*t + 4 = 0 ตอนนี้เราแก้สมการ 2 x = 1 และ 2 x = 4 คำตอบ: 0;2. คำตอบของอสมการเอ็กซ์โปเนนเชียลที่ง่ายที่สุดยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของฟังก์ชันเพิ่มและลดอีกด้วย ถ้าในฟังก์ชันเอ็กซ์โพเนนเชียล ฐาน a มากกว่า 1 ฟังก์ชันจะเพิ่มขึ้นตลอดขอบเขตคำจำกัดความทั้งหมด ถ้าอยู่ในฟังก์ชันเลขชี้กำลังของฐาน กตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้ 0จากนั้นฟังก์ชันนี้จะลดลงในจำนวนจริงทั้งชุด ลองพิจารณาตัวอย่าง: แก้อสมการ (0.5) (7 - 3*x)< 4. โปรดทราบว่า 4 = (0.5) 2 จากนั้นอสมการจะอยู่ในรูปแบบ (0.5)(7 - 3*x)< (0.5) (-2) . Основание показательной функции 0.5 меньше единицы, следовательно, она убывает. В этом случае надо поменять знак неравенства и не записывать только показатели. เราได้: 7 - 3*x>-2 ดังนั้น: x<3. คำตอบ: x<3. หากฐานในความไม่เท่าเทียมกันมีมากกว่าหนึ่ง เมื่อจะกำจัดฐานแล้ว ก็ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องหมายของความไม่เท่าเทียมกัน วัสดุเพิ่มเติม เครื่องช่วยสอนและเครื่องจำลองในร้านค้าออนไลน์ Integral สำหรับเกรด 11 คำนิยาม. สมการในรูปแบบ: $a^(f(x))=a^(g(x))$ โดยที่ $a>0$, $a≠1$ เรียกว่าสมการเลขชี้กำลัง เมื่อนึกถึงทฤษฎีบทที่เราศึกษาในหัวข้อ "ฟังก์ชันเลขชี้กำลัง" เราสามารถแนะนำทฤษฎีบทใหม่ได้: B) $\sqrt(\frac(2)(3))=((\frac(2)(3)))^(\frac(1)(5))$. C) สมการดั้งเดิมเทียบเท่ากับสมการ: $x^2-6x=-3x+18$ ตัวอย่าง. ตัวอย่าง. เรามาเตือนความจำถึงวิธีแก้สมการเลขชี้กำลัง: ตัวอย่าง. ทฤษฎีบท. ถ้า $a>1$ ดังนั้นอสมการเอ็กซ์โปเนนเชียล $a^(f(x))>a^(g(x))$ จะเท่ากับอสมการ $f(x)>g(x)$ ตัวอย่าง. B) $((\frac(1)(4)))^(2x-4) $((\frac(1)(4)))^(2x-4) ในสมการของเรา ฐานคือเมื่อดีกรี มีค่าน้อยกว่า 1 ดังนั้น เมื่อแทนที่อสมการด้วยค่าที่เท่ากันแล้วจำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องหมาย C) ความไม่เท่าเทียมกันของเราเทียบเท่ากับความไม่เท่าเทียมกัน:
แล้วมันก็ชัดเจนว่า กับจะเป็นคำตอบของสมการ a x = a c
เราแก้สมการนี้โดยใช้วิธีใดวิธีหนึ่งที่ทราบ เราได้ราก t1 = 1 t2 = 4การแก้อสมการเอ็กซ์โปเนนเชียล
บทเรียนและการนำเสนอในหัวข้อ: "สมการเลขชี้กำลังและอสมการเลขชี้กำลัง"
เรียนผู้ใช้ อย่าลืมแสดงความคิดเห็น บทวิจารณ์ และความปรารถนาของคุณ! วัสดุทั้งหมดได้รับการตรวจสอบโดยโปรแกรมป้องกันไวรัส
คู่มือแบบโต้ตอบสำหรับเกรด 9-11 "ตรีโกณมิติ"
คู่มือแบบโต้ตอบสำหรับเกรด 10-11 "ลอการิทึม"นิยามของสมการเอ็กซ์โปเนนเชียล
พวกเราศึกษาฟังก์ชันเลขชี้กำลัง เรียนรู้คุณสมบัติของมัน และสร้างกราฟ วิเคราะห์ตัวอย่างสมการที่พบฟังก์ชันเลขชี้กำลัง วันนี้เราจะศึกษาสมการเลขชี้กำลังและอสมการ
ทฤษฎีบท. สมการเอ็กซ์โปเนนเชียล $a^(f(x))=a^(g(x))$ โดยที่ $a>0$, $a≠1$ เทียบเท่ากับสมการ $f(x)=g(x) $.ตัวอย่างของสมการเลขชี้กำลัง
ตัวอย่าง.
แก้สมการ:
ก) $3^(3x-3)=27$.
b) $((\frac(2)(3)))^(2x+0.2)=\sqrt(\frac(2)(3))$.
ค) $5^(x^2-6x)=5^(-3x+18)$
สารละลาย.
ก) เรารู้ดีว่า $27=3^3$
ลองเขียนสมการของเราใหม่: $3^(3x-3)=3^3$
เมื่อใช้ทฤษฎีบทข้างต้น เราพบว่าสมการของเราลดลงเหลือสมการ $3x-3=3$ เมื่อแก้สมการนี้ เราจะได้ $x=2$
คำตอบ: $x=2$.
จากนั้นสมการของเราสามารถเขียนใหม่ได้: $((\frac(2)(3)))^(2x+0.2)=((\frac(2)(3)))^(\frac(1)(5) ) =((\frac(2)(3)))^(0.2)$.
$2х+0.2=0.2$.
$x=0$.
คำตอบ: $x=0$.
$x^2-3x-18=0$.
$(x-6)(x+3)=0$.
$x_1=6$ และ $x_2=-3$.
คำตอบ: $x_1=6$ และ $x_2=-3$
แก้สมการ: $\frac(((0.25))^(x-0.5))(\sqrt(4))=16*((0.0625))^(x+1)$
สารละลาย:
ลองทำชุดการกระทำตามลำดับและนำสมการทั้งสองข้างมาอยู่บนฐานเดียวกัน
มาดำเนินการหลายอย่างทางด้านซ้าย:
1) $((0.25))^(x-0.5)=((\frac(1)(4)))^(x-0.5)$
2) $\sqrt(4)=4^(\frac(1)(2))$.
3) $\frac(((0.25))^(x-0.5))(\sqrt(4))=\frac(((\frac(1)(4)))^(x-0 ,5)) (4^(\frac(1)(2)))= \frac(1)(4^(x-0.5+0.5))=\frac(1)(4^x) =((\frac(1) (4)))^x$
มาดูทางด้านขวากันดีกว่า:
4) $16=4^2$.
5) $((0.0625))^(x+1)=\frac(1)((16)^(x+1))=\frac(1)(4^(2x+2))$
6) $16*((0.0625))^(x+1)=\frac(4^2)(4^(2x+2))=4^(2-2x-2)=4^(-2x )= \frac(1)(4^(2x))=((\frac(1)(4)))^(2x)$
สมการดั้งเดิมเทียบเท่ากับสมการ:
$((\frac(1)(4)))^x=((\frac(1)(4)))^(2x)$.
$x=2x$.
$x=0$.
คำตอบ: $x=0$.
แก้สมการ: $9^x+3^(x+2)-36=0$
สารละลาย:
ลองเขียนสมการของเราใหม่: $((3^2))^x+9*3^x-36=0$
$((3^x))^2+9*3^x-36=0$.
มาทำการเปลี่ยนแปลงตัวแปรกัน โดยให้ $a=3^x$
ในตัวแปรใหม่ สมการจะอยู่ในรูปแบบ: $a^2+9a-36=0$
$(ก+12)(ก-3)=0$.
$a_1=-12$ และ $a_2=3$.
เรามาทำการเปลี่ยนแปลงตัวแปรแบบย้อนกลับกัน: $3^x=-12$ และ $3^x=3$
ในบทเรียนที่แล้วเราได้เรียนรู้ว่านิพจน์เอ็กซ์โปเนนเชียลสามารถรับค่าบวกได้เท่านั้น จำกราฟไว้ด้วย ซึ่งหมายความว่าสมการแรกไม่มีคำตอบ สมการที่สองมีคำตอบเดียว: $x=1$
คำตอบ: $x=1$.
1. วิธีกราฟิกเราแสดงทั้งสองด้านของสมการในรูปแบบของฟังก์ชันและสร้างกราฟ ค้นหาจุดตัดกันของกราฟ (เราใช้วิธีนี้ในบทเรียนที่แล้ว)
2. หลักการความเท่าเทียมกันของตัวชี้วัดหลักการนี้ตั้งอยู่บนความจริงที่ว่าสองนิพจน์ที่มีฐานเดียวกันจะเท่ากันก็ต่อเมื่อองศา (เลขยกกำลัง) ของฐานเหล่านี้เท่ากันเท่านั้น $a^(f(x))=a^(g(x))$ $f(x)=g(x)$.
3. วิธีการแทนที่ตัวแปรควรใช้วิธีนี้หากสมการเมื่อแทนที่ตัวแปร ทำให้รูปแบบง่ายขึ้นและแก้ได้ง่ายกว่ามาก
แก้ระบบสมการ: $\begin (cases) (27)^y*3^x=1, \\ 4^(x+y)-2^(x+y)=12 \end (กรณี)$.
สารละลาย.
ลองพิจารณาทั้งสองสมการของระบบแยกกัน:
$27^y*3^x=1$.
$3^(3ป)*3^x=3^0$.
$3^(3y+x)=3^0$.
$x+3y=0$.
พิจารณาสมการที่สอง:
$4^(x+y)-2^(x+y)=12$.
$2^(2(x+y))-2^(x+y)=12$.
ลองใช้วิธีการเปลี่ยนแปลงตัวแปร ให้ $y=2^(x+y)$
จากนั้นสมการจะอยู่ในรูปแบบ:
$y^2-y-12=0$.
$(y-4)(y+3)=0$.
$y_1=4$ และ $y_2=-3$.
มาดูตัวแปรเริ่มต้นกันดีกว่า จากสมการแรกเราจะได้ $x+y=2$ สมการที่สองไม่มีคำตอบ จากนั้นระบบสมการเริ่มต้นของเราก็เทียบเท่ากับระบบ: $\begin (cases) x+3y=0, \\ x+y=2 \end (กรณี)$.
ลบอันที่สองจากสมการแรก เราจะได้: $\begin (cases) 2y=-2, \\ x+y=2 \end (กรณี)$.
$\begin (กรณี) y=-1, \\ x=3 \end (กรณี)$.
คำตอบ: $(3;-1)$.อสมการเอ็กซ์โปเนนเชียล
เรามาดูความไม่เท่าเทียมกันกันดีกว่า เมื่อแก้ไขความไม่เท่าเทียมกันจำเป็นต้องคำนึงถึงพื้นฐานของการศึกษาระดับปริญญา มีสองสถานการณ์ที่เป็นไปได้สำหรับการพัฒนาเหตุการณ์เมื่อแก้ไขความไม่เท่าเทียมกัน
ถ้า $0 a^(g(x))$ เทียบเท่ากับอสมการ $f(x)
แก้ความไม่เท่าเทียมกัน:
ก) $3^(2x+3)>81$
b) $((\frac(1)(4)))^(2x-4) c) $(0.3)^(x^2+6x)≤(0.3)^(4x+15)$ .
สารละลาย.
ก) $3^(2x+3)>81$
$3^(2x+3)>3^4$.
ความไม่เท่าเทียมกันของเราเทียบเท่ากับความไม่เท่าเทียมกัน:
$2x+3>4$.
$2x>1$
$x>0.5$.
$2x-4>2$.
$x>3$.
$x^2+6x≥4x+15$.
$x^2+2x-15≥0$.
$(x-3)(x+5)≥0$.
ลองใช้วิธีแก้ช่วง:
คำตอบ: $(-∞;-5]U)