Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2016, ülesanne 3
Valemikaart: logaritmid
logab=c⟺ac=b,a>0,a=1,b>0
loga(xy)=logax+logay
logayx=logax−logay
logaxk=klogax
logax=logbalogbx,alogax=x
Valemikaart: ruutvõrrandi lahendivalem
ax2+bx+c=0
x1;2=2a−b±b2−4ac
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Logaritmitav peab olema positiivne. Vasakul pool on kahe logaritmi summa, mille saab kirjutada korrutise logaritmina. Paremal pool log22=1.
1Samm 1Peidetud
1
Samm 1: Leia määramispiirkond
Logaritm on määratud ainult positiivsest arvust. Mõlemad logaritmitavad peavad olema positiivsed.
Esimese logaritmi tingimus.
x+3>0⇒x>−3
Teise logaritmi tingimus.
x−4>0⇒x>4
Mõlemad tingimused peavad kehtima korraga.
x>4
Kui x>4, siis kindlasti ka x>−3. Seega jääb alles rangem tingimus x>4.
2Samm 2Peidetud
2
Samm 2: Lihtsusta mõlemat poolt
Vasakul on kahe sama alusega logaritmi summa, mis on korrutise logaritm. Paremal kasutame seda, et log22=1.
Kirjutame vasaku poole korrutise logaritmina.
log2(x+3)+log2(x−4)=log2((x+3)(x−4))
Arvutame parema poole: log22=1, sest 21=2.
3log22=3⋅1=3
Kirjutame võrrandi uuel kujul.
log2((x+3)(x−4))=3
Valemikaardilt logax+logay=loga(xy). See kehtib, kui x>0 ja y>0; seepärast leidsime esmalt määramispiirkonna.
3Samm 3Peidetud
3
Samm 3: Vabane logaritmist
Logaritmi definitsiooni järgi log2b=3 tähendab, et b=23.
Kirjutame logaritmitava kahe astmena.
(x+3)(x−4)=23=8
Avame sulud.
x2−4x+3x−12=8
Koondame ja viime arvu 8 vasakule.
x2−x−20=0
Valemikaardil: logab=c⟺ac=b. Siin a=2, c=3, seega logaritmitav on 23=8.
4Samm 4Peidetud
4
Samm 4: Lahenda ruutvõrrand
Kirjutame lahendivalemi, kus a=1, b=−1 ja c=−20.
x1;2=2a−b±b2−4ac
Asendame kordajad.
x1;2=2⋅11±(−1)2−4⋅1⋅(−20)=21±81=21±9
Arvutame mõlemad lahendid.
x1=21+9=5,x2=21−9=−4
Diskriminant on 1+80=81 ja 81=9.
5Samm 5Peidetud
5
Samm 5: Vali sobiv lahend ja kontrolli
Määramispiirkond on x>4. Arv −4 sinna ei kuulu, arv 5 kuulub. Kontrollime x=5 esialgses võrrandis.
Arvutame vasaku poole, kui x=5.
vp=log2(5+3)+log2(5−4)=log28+log21=3+0=3
Arvutame parema poole.
pp=3log22=3
Vasak ja parem pool on võrdsed, seega lahend sobib.
vp=pp⇒x=5
Arv −4 on võõrlahend: kui x=−4, oleks x+3=−1 ja x−4=−8 ning negatiivse arvu logaritmi ei ole olemas. Võõrlahend tekkis, sest korrutis (x+3)(x−4) on positiivne ka siis, kui mõlemad tegurid on negatiivsed.