Показательные уравнения

Содержание

Показательные уравнения (Задание 14)

Показательные уравнения в задании 14 встречаются примерно в трети вариантов. В отличие от простых задач первой части, здесь уравнения редко решаются в один шаг. Как правило, тебе нужно будет применить свойства степеней, сделать замену переменной, решить квадратное уравнение, а затем вернуться к исходной переменной.

Самый популярный гибрид на ЕГЭ - это показательно-тригонометрические уравнения, где показатель степени содержит синус или косинус.

Основные формулы

Для успешного решения нужно уверенно владеть свойствами степеней. Именно на них строится приведение уравнения к удобному виду перед заменой.

Алгоритм решения

Примеры решения

Ниже три задачи от простых к сложным. Первый пример покажет классическую замену, второй - работу с тригонометрией в показателе, а третий - коварную задачу с ограничениями (ОДЗ).

Пример 1. Классическое показательное уравнение

Условие: а) Решите уравнение 9x−4⋅3x+1+27=09^x - 4 \cdot 3^{x+1} + 27 = 0.
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [log⁡23; log⁡210][\log_2 3;\, \log_2 10].

Пример 2. Показательно-тригонометрическое уравнение

Условие: а) Решите уравнение 4⋅16sin⁡x−9⋅4sin⁡x+2=04 \cdot 16^{\sin x} - 9 \cdot 4^{\sin x} + 2 = 0.
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [2π; 7π2]\left[2\pi;\, \dfrac{7\pi}{2}\right].

Тот же отбор на интерактивной окружности:

Пример 3. Дробь, показательная функция и ОДЗ

Условие: а) Решите уравнение 4sin⁡2x−222cos⁡x−sin⁡x=0\dfrac{4^{\sin 2x} - 2^{2\sqrt{2}\cos x}}{\sqrt{-\sin x}} = 0.
б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [3π2; 3π]\left[\dfrac{3\pi}{2};\, 3\pi\right].

Частые ошибки

Стратегия на экзамене

За что дают баллы

Максимум за задание 14 можно получить 2 первичных балла.

  • 2 балла: Обоснованно получен верный ответ в обоих пунктах. Все шаги логичны, отбор корней показан явно (рисунком, неравенством или перебором).

  • 1 балл: Возможны две ситуации:

    1. Пункт «а» решён абсолютно верно, но в пункте «б» допущена ошибка в вычислениях или отбор произведён без обоснования (просто написан ответ).
    2. Допущена ровно одна вычислительная ошибка (например, 2+3=62+3=6) в пункте «а», но с этим неверным числом логически безупречно дорешаны оба пункта (при условии, что ошибка не упростила задачу - например, тригонометрическое уравнение не превратилось в cos⁡x=2\cos x = 2).
  • 0 баллов: Решение не соответствует ни одному из критериев (ошибка в формуле приведения, потеря ОДЗ, неверная замена). Голый правильный ответ без решения также даёт 0 баллов.

Проверь себя
  1. Делаешь замену t=3xt = 3^x. Какое ограничение обязательно нужно указать?
  2. Чему равно 3x+13^{x+1}?
  3. После замены получилось af(x)=−5a^{f(x)} = -5. Что это значит?
  4. Уравнение cos⁡x=2\cos x = 2 после обратной замены. Твои действия?