Поверните устройство

Поверните устройство

Skip to main content

Теориясы: 07 Логарифмдік функция

Тапсырма

Суретте \(\displaystyle f(x)=\log _{a} (x+b){\small}\) функцияның графигі көрсетілген. \(\displaystyle f(x)=4{\small}\) болатын \(\displaystyle x\) мәнін табыңыз.          


\(\displaystyle x=\)

Шешім

\(\displaystyle f(x)=4{ \small}\) болатын \(\displaystyle x{\small}\) мәндерін табу үшін, 

  • белгісіз \(\displaystyle a\) және \(\displaystyle b{ \small}\) коэффициенттерін табамыз,
  • \(\displaystyle \log _{a} (x+b)=4{ \small}\) теңдеуін шешеміз.

\(\displaystyle f(x)=\log _{a} (x+b)\) функциясының графигінде координаталары \(\displaystyle (\color{blue}{-3};\color{blue}{1})\) және \(\displaystyle (\color{green}{-1};\color{green}{2}){ \small}\)  болатын нүктелер белгіленгенін ескереміз.            

Демек,

  • \(\displaystyle x=\color{blue}{-3}\) және \(\displaystyle y=\color{blue}{1}\)  координаталарын \(\displaystyle y=\log _{a} (x+b)\) теңдеуіне қойғанда дұрыс теңдік аламыз;  
  • \(\displaystyle x=\color{green}{-1}\) және \(\displaystyle y=\color{green}{2}\)  координаталарын \(\displaystyle y=\log _{a} (x+b)\) теңдеуіне қойғанда дұрыс теңдік аламыз.

Осылайша логарифмдік теңдеулер жүйесін аламыз:

\(\displaystyle \left\{\begin{aligned}\color{blue}{1}&=\log _{a} (\color{blue}{-3}+b){ \small ,}\\\color{green}{2}&=\log _{a} (\color{green}{-1}+b){ \small .}\end{aligned}\right. \)

Оны шешеміз.

1. Рұқсат етілген мәндер ауданын (РМА) табайық.

\(\displaystyle \left\{ \begin{aligned} a &> 0{\small ,}\\ a\,&\cancel{=}\, 1{\small ,}\\ -3+b&> 0{\small ,}\\ -1+b&> 0 \end{aligned} \right. \)   \(\displaystyle \Leftrightarrow\)   \(\displaystyle \left\{ \begin{aligned} a &> 0{\small ,}\\ a\,&\cancel{=}\, 1{\small ,}\\ b&> 3{\small ,}\\ b&> 1 \end{aligned} \right. \)   \(\displaystyle \Leftrightarrow\) \(\displaystyle \left\{ \begin{aligned} a &> 0{\small ,}\\ a\,&\cancel{=}\, 1{\small ,}\\ b&> 3 \end{aligned} \right. \) 

2. Жүйені түрлендіреміз.

Логарифмнің негізгі қасиетін қолданайық. РМА-да \(\displaystyle a>0{ \small ,}\, a\,\cancel{=}\, 1{\small}\) болғандықтан, мұны істеуге болады.   


\(\displaystyle \left\{\begin{aligned} a^1&=a^{\log _{a} ({-3}+b)}{ \small ,}\\a^2&=a^{\log _{a} ({-1}+b)}{ \small .} \end{aligned}\right. \)

Соңында бізде:

\(\displaystyle \left\{\begin{aligned} a^1&=-3+b{ \small ,}\\a^2&=-1+b{ \small .} \end{aligned}\right. \)

3. Алынған теңдеулер жүйесін шешейік.

Бірінші теңдеуден \(\displaystyle b\)-ны \(\displaystyle a\) арқылы өрнектейміз:

\(\displaystyle b={a+3}.\)

Екінші теңдеудегі \(\displaystyle b\) орнына \(\displaystyle b=\color{magenta}{a+3}{ \small}\) өрнегін ауыстырайық.   
Келесіні аламыз:

\(\displaystyle a^2=-1+\color{magenta}{a+3}{ \small .}\)

Осылайша, келесі квадрат теңдеуді алдық:

\(\displaystyle {a^2}-a-2=0{ \small .}\)

\(\displaystyle {a^2}-a-2=0\) теңдеуінің түбірлері \(\displaystyle a_1=2\) және \(\displaystyle a_2=-1\)

\(\displaystyle b{\small}\) сәйкес мәндерді табамыз:

\(\displaystyle b_1=a_1+3=2+3=5{\small .}\)

\(\displaystyle b_2=a_1+3=-1+3=2{\small .}\)

Яғни бастапқы жүйенің ықтимал шешімдері:  

\(\displaystyle a_1=2{ \small ,}\) \(\displaystyle b_1=5\) және \(\displaystyle a_2=-1{ \small ,}\) \(\displaystyle b_2=2{ \small .} \)

4. Табылған \(\displaystyle a\) және \(\displaystyle b\) мәндерінің РМА-ға жататынын тексерейік.

\(\displaystyle a_1=2{\small:}\) \(\displaystyle 2>0\) дұрыс және \(\displaystyle 2\,\cancel{=}\,1\) дұрыс – РМА қанағаттандырады;

\(\displaystyle b_1=5{ \small :} \) \(\displaystyle 5>3\) дұрыс – РМА қанағаттандырады.

\(\displaystyle a_2=-1{ \small :} \) \(\displaystyle -1>0\) дұрыс емес  – РМА қанағаттандырмайды.


Сонымен, 

 \(\displaystyle {a=2}\) және \(\displaystyle {b=5}\) – бұл теңдеулер жүйесінің шешімі. 

 

Осылайша, \(\displaystyle f(x)=\log _{a} (x+b)\) бастапқы функциясы келесідей болады:   

\(\displaystyle f(x)=\log _{2} (x+5){\small . }\)

\(\displaystyle f(x)\) функциясының мәндері \(\displaystyle 4{ \small}\) тең болатын \(\displaystyle x{ \small}\) мәндерін табайық.     

Барлық осындай \(\displaystyle x\) келесі теңдеуді қанағаттандырады 

\(\displaystyle \log _{2} (x+5)=4{\small . } \)

Анықтама бойынша, \(\displaystyle \log_c v=u\) тең \(\displaystyle v=c^u{\small .} \)

Сондықтан теңдеу

\(\displaystyle \log _{2} (x+5)=4\) тең \(\displaystyle x+5=2^4{\small .}\)

Яғни

\(\displaystyle x+5=16{\small ,} \)

\(\displaystyle x=11{\small . } \)

Жауабы: \(\displaystyle x=11{\small .}\)