Задание 13 из 67Показательные уравнения
Линия №14 · Повышенный уровень

а) Решите уравнение . б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку .

Источник: Открытый банк заданий ФИПИ · FIPI ID: EE74FD

Объяснение

Как решать это задание

Ключевая идея и подход к задаче

Решение задания ФИПИ EE74FD оформлено в формате второй части ЕГЭ: сначала получаем все корни, затем отдельно и без десятичных приближений отбираем корни на заданном отрезке.

Ключевая идея: Сделать допустимую замену, решить получившееся алгебраическое уравнение, вернуться к тригонометрической переменной и выполнить точный отбор корней..
Пошаговый разбор

Понятное решение

Подробные вычисления, пояснения и ответ
Пример решения №1

Решение

а) Запишем слагаемые левой части исходного уравнения в виде:

8x = (23)x = 23⋅x = (2x)3,
      x+1   x
     2   = 2 ⋅2,
      25− x = 25.
            2x

Тогда после замены 2x = t> 0,  уравнение примет вид:

            5
t3− 9⋅2⋅t+ 2- =0|⋅t> 0
            t
   t4− 9⋅2⋅t2+25 =0

Данное уравнение является биквадратным и решается как квадратное относительно 2
t.  Найдем дискриминант:

D = (9 ⋅2)2− 4⋅25 = 81⋅22− 22⋅32=
  = 22(81− 32)= 22⋅49= 22⋅72.

Найдем корни:

                 [
 2  9⋅2 ±2 ⋅7      t2 = 16
t = ----2----  ⇒  t2 = 2

Тогда с учетом t> 0  получаем решения:

[t= 4
    √-
 t=  2

Сделаем обратную замену:

[ x
 2  =4√ -
 2x =  2
[2x =22
 2x =2 12
⌊
 x = 2
⌈x = 1
     2

б) Так как f(x)= log x
        5  — возрастающая функция, то чем больше x,  тем больше f(x).

1) Сравним 1
2  с числами log5 2  и log520:

log 2< log √5-= 1 < log 20
   5     5     2     5

Значит, x= 1
   2  лежит в отрезке [log 2;log 20].
   5    5

2) Представим x = 2  в виде логарифма:

                2
2 = 2log55 =log55 = log525

Таким образом, имеем

   25> 20
log525> log520

Тогда корень x = 2  не входит в отрезок [log52;log5 20].

Ответ:

а) 1
2;  2

б) 1
2

Теория

Что нужно знать

Правила и свойства для этого типа задач
  • Формулы приведения и основные тригонометрические тождества
  • Решение простейших тригонометрических уравнений
  • Отбор корней на отрезке без округления границ
Открыть теорию по математике →
Самопроверка

Типичные ошибки

На что обратить внимание перед ответом
  • Потерять корни при делении на sin x или cos x вместо разложения на множители.
  • Не учесть область допустимых значений логарифма, корня или знаменателя.
  • Сразу подбирать корни на отрезке, не записав полное решение пункта а).
Алгоритм

Как проверить себя

Короткий контрольный список перед ответом
  1. 1Преобразования равносильны и все ограничения записаны?
  2. 2В пункте а) перечислены все серии корней с k ∈ Z?
  3. 3Каждая серия проверена по обеим границам отрезка из пункта б)?
Тренировка

Похожие задания

Ещё задачи линии №14
Навигация

Продолжить подготовку

Банк задач, конструктор и пробный ЕГЭ