Задание 38 из 67Показательные уравнения
Линия №14 · Повышенный уровень

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

Источник: Открытый банк заданий ФИПИ · FIPI ID: 0BD320

Объяснение

Как решать это задание

Ключевая идея и подход к задаче

Решение задания ФИПИ 0BD320 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) По свойству степеней преобразуем данное уравнение:

27x− 28⋅3x+1+ 35−x =0

(3x)3− 28⋅3⋅3x+ 35 = 0
               3x
  x 3      x  35
 (3) − 84⋅3 + 3x = 0

Сделаем замену x
3 = t, t> 0  и домножим обе части уравнения на t:

t3− 84⋅t+ 35 = 0 |⋅t> 0
          t
   t4 − 84t2+ 243 = 0

Мы получили биквадратное уравнение. Решим его как квадратное уравнение относительно t2 :

D = 842− 4⋅232= 6084 = 782
    ⌊ 2  84-− 78
    |⌈t =    2   = 3
     t2 = 84-+78 = 81
            2

С учетом того, что t> 0  , нам подходят корни:    √ -
t=   3, t= 9.

Сделаем обратную замену и применим свойство степеней:

[3x =√3
  x
⌊3  =9
 3x = 312
⌈3x = 32
⌊
 x = 1
⌈    2
 x = 2

Следовательно, исходному уравнению удовлетворяют корни: x = 2,      1
x = 2.

б) Отберем корни. Так как f(x)= log2 x  — возрастающая функция, то чем больше x,  тем больше и значение функции f(x).  Тогда имеем:

1) Сравним 1
2  и √3-:

   1 ∨ √3-
   2
(1)2   ( √-)2
 2   ∨    3
    1
    4 < 3

Таким образом, корень     1
x = 2  не входит в промежуток.

2) Сравним 2= log24  с log25 :

log25 ∨ log24
    5 > 4

Сравним 2  с √ -
  3:

   2 ∨ √3
       (√-)2
(2)2 ∨   3

   4 >3

Итого справедливо двойное неравенство: √3-< 2 <log25.  Значит, в исходный промежуток входит корень x= 2.

Ответ:

а) 1; 2
2

б) 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