Kitsas riigieksam 2020, ülesanne 8: Murdavaldised ja logaritmvõrrand
On antud avaldised A=x2, B=x2−44 ja C=x+2x.
1.Leidke iga avaldise kõik sellised x-i reaalarvulised väärtused, mille korral ei ole võimalik avaldise A, B või C väärtust arvutada.
2.Lahendage võrrand log2A=3.
3.Koostage avaldis A+B:C ja lihtsustage see.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2020, ülesanne 8
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: abivalemid
a2−b2=(a−b)(a+b)
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a−b)2=a2−2ab+b2
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Murru väärtust ei saa arvutada, kui nimetaja on null. Logaritmi definitsiooni järgi log2A=3 tähendab 23=A. Avaldises A+B:C tehakse jagamine enne liitmist.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Leia, millal A-d ei saa arvutada
Esimeses küsimuses tuleb leida, millal avaldiste väärtust ei saa arvutada. Nulliga jagada ei saa, seega murru väärtust ei saa arvutada siis, kui murru nimetaja on null.
Avaldise A nimetaja on x.
x=0
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Leia, millal B-d ei saa arvutada
Võrdsustame avaldise B nimetaja nulliga.
x2−4=0
Viime arvu 4 paremale poole.
x2=4
Võtame ruutjuure; ruutvõrrandil on kaks lahendit.
x=−2vo˜ix=2
22=4 ja ka (−2)2=4, seega nimetaja on null mõlemal juhul.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 1Samm 3: Leia, millal C-d ei saa arvutada
Võrdsustame avaldise C nimetaja nulliga.
x+2=0
Viime arvu 2 paremale poole.
x=−2
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 2Samm 4: Lahenda logaritmvõrrand
Teises küsimuses asendame A asemele avaldise x2.
Kirjutame võrrandi.
log2x2=3
Logaritmi definitsiooni järgi tõstame aluse 2 astmesse 3.
x2=23
Arvutame astme.
x2=8
Korrutame mõlemaid pooli x-iga (x=0).
8x=2
Jagame mõlemaid pooli arvuga 8.
x=82=41
logab=c tähendab, et ac=b: logaritm on astendaja, millega tuleb alust astendada. Logaritmitav peab olema positiivne; kontroll: A=1/42=8>0 ja log28=3, sest 23=8.
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 3Samm 5: Jaga B avaldisega C
Kolmandas küsimuses tuleb arvestada tehete järjekorda: jagamine tehakse enne liitmist. Seega arvutame kõigepealt B:C. Murruga jagamine on sama mis pöördmurruga korrutamine.
Asendame avaldised ja asendame jagamise pöördmurruga korrutamisega.
B:C=x2−44:x+2x=x2−44⋅xx+2
Tegurdame nimetaja ruutude vahe valemiga.
x2−44⋅xx+2=(x−2)(x+2)⋅x4⋅(x+2)
Taandame teguri x+2.
x(x−2)4
Ruutude vahe valem: x2−4=x2−22=(x−2)(x+2). Taandada saab ainult tegureid, mitte liidetavaid.
6Samm 6Peidetud
6
Küsimus 3Samm 6: Liida A ja lihtsusta
Liidame avaldisele A eelmise sammu tulemuse.
A+B:C=x2+x(x−2)4
Viime murrud ühisele nimetajale x(x−2): laiendame esimest murdu teguriga x−2.
x2+x(x−2)4=x(x−2)2(x−2)+4
Avame lugejas sulud ja koondame.
x(x−2)2(x−2)+4=x(x−2)2x−4+4=x(x−2)2x
Taandame teguri x.
x(x−2)2x=x−22
Lihtsustatud avaldis kehtib nende x väärtuste korral, kus algne avaldis on määratud: x=0, x=2 ja x=−2 (ka C ei tohi olla null, sest sellega jagatakse, ja C=0 siis, kui x=0).
VASTUS
1) Avaldise A väärtust ei saa arvutada, kui x=0; avaldise B väärtust, kui x=−2 või x=2; avaldise C väärtust, kui x=−2. 2) Võrrandi log2A=3 lahend on x=41. 3) A+B:C=x−22.