Задание 13 ЕГЭ, математика (профиль): Показательные уравнения

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 13Показательные уравненияПоказательные уравнения, свойства степени

а)  Решите уравнение  левая круглая скобка x в квадрате плюс 4x минус 2 правая круглая скобка левая круглая скобка 4 в степени левая круглая скобка 3x плюс 1 правая круглая скобка плюс 8 в степени левая круглая скобка 2x минус 1 правая круглая скобка минус 11 правая круглая скобка =0.

б)  Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [−0,5; 0,5].

В подтеме 12 задач
Разбор
Главная идея: Уравнение-произведение равно нулю тогда и только тогда, когда равен нулю один из множителей; во втором множителе все степени сводятся к общему основанию 2 и выносится общий множитель, после чего решение сводится к простому показательному уравнению.

Произведение равно нулю, значит равен нулю один из множителей — уравнение распадается на два случая.

1) x2+4x−2=0x^2+4x-2=0. По формуле корней квадратного уравнения: x=−4±16+82=−2±6x=\dfrac{-4\pm\sqrt{16+8}}{2}=-2\pm\sqrt6.

2) 43x+1+82x−1−11=04^{3x+1}+8^{2x-1}-11=0. Приводим степени к основанию 2: 43x+1=26x+24^{3x+1}=2^{6x+2}, 82x−1=26x−38^{2x-1}=2^{6x-3}. Получаем 26x+2+26x−3=112^{6x+2}+2^{6x-3}=11, то есть 26x−3(25+1)=112^{6x-3}(2^5+1)=11, значит 26x−3⋅33=112^{6x-3}\cdot 33=11, откуда 26x−3=132^{6x-3}=\dfrac13.

Переходим к логарифму по основанию 2: 6x−3=log⁡213=−log⁡236x-3=\log_2\frac13=-\log_2 3, значит 6x=3−log⁡236x=3-\log_2 3, то есть x=12−16log⁡23x=\dfrac12-\dfrac16\log_2 3.

Все три найденных значения дают все решения уравнения а).

б) Отбираем корни на [−0,5;0,5][-0{,}5;0{,}5].

−2−6<−2-2-\sqrt6<-2 — не подходит.

Оценим 6\sqrt6: из 9<24<259<24<25 следует 3<26<53<2\sqrt6<5, то есть 1,5<6<2,51{,}5<\sqrt6<2{,}5, значит −0,5<6−2<0,5-0{,}5<\sqrt6-2<0{,}5 — подходит.

Оценим log⁡23\log_2 3: из 1<3<641<3<64 следует 0<log⁡23<60<\log_2 3<6, значит −1<−16log⁡23<0-1<-\frac16\log_2 3<0, а тогда −0,5<12−16log⁡23<0,5-0{,}5<\frac12-\frac16\log_2 3<0{,}5 — подходит.

Типичные ошибки

  • Неверное приведение степеней к общему основанию (ошибки при вычислении показателей 6x+26x+2 и 6x−36x-3).
  • Потеря корня, соответствующего одному из множителей произведения (рассмотрение только квадратного или только показательного уравнения).
  • Неправильная оценка иррациональных корней при отборе на отрезок — округление вместо строгого доказательства неравенств.
Непонятно?

Похожие задачи