Kitsas riigieksam 2023, ülesanne 4: Eksponent- ja logaritmvõrrand
Lahendage võrrandid:
1)33x−1=1;
2)1=log4−logx.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2023, ülesanne 4
Eksamil said tegijad selle ülesande eest keskmiselt 27,6% punktidest (Harno aruanne).
Valemikaart: astmed ja juured
am⋅an=am+n,am:an=am−n
(am)n=amn,(ab)n=anbn
a0=1,a−n=an1
anm=nam
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
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Iga nullist erineva arvu nulli aste on 1. Teises võrrandis kirjuta logaritmide vahe ühe logaritmina ja kasuta logaritmi definitsiooni.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Kirjuta 1 kolme astmena
Esimeses võrrandis on tundmatu astendajas. Kui mõlemad pooled on sama alusega astmed, peavad ka astendajad olema võrdsed. Arv 1 on iga nullist erineva arvu nulli aste.
Kirjutame parema poole arvu 3 astmena: 1=30.
33x−1=30
Valemilehel on a0=1. Seega 30=1 ja võrrandi mõlemal poolel on alus 3.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Võrdsusta astendajad
Alused on võrdsed, seega on võrdsed ka astendajad.
3x−1=0
Viime arvu −1 paremale poole.
3x=1
Jagame mõlemaid pooli arvuga 3.
x=31
Kontroll: 3⋅31−1=1−1=0 ja 30=1. Vasak ja parem pool on võrdsed.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 2Samm 3: Kirjuta määramispiirkond
Teises võrrandis on log ilma alusta, see tähendab kümnendlogaritmi: logx=lgx=log10x. Logaritmida saab ainult positiivset arvu.
Avaldis logx on määratud, kui x on positiivne.
x>0
Logaritmi definitsiooni järgi logab=c⟺ac=b, kus b>0. Astme 10c väärtus on alati positiivne, seega negatiivse arvu või nulli logaritmi ei ole.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 2Samm 4: Kirjuta vahe ühe logaritmina
Kirjutame võrrandi.
1=log4−logx
Logaritmide vahe on jagatise logaritm.
1=logx4
Valemilehel on logayx=logax−logay. Loeme seda paremalt vasakule: log4−logx=logx4.
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 2Samm 5: Kasuta logaritmi definitsiooni
Kümnendlogaritm on 1, seega logaritmitav on 101.
x4=101=10
Korrutame mõlemaid pooli arvuga x.
4=10x
Jagame mõlemaid pooli arvuga 10.
x=104=0,4
logab=c⟺ac=b. Siin a=10, c=1 ja b=x4. Lahend x=0,4 on positiivne, seega kuulub määramispiirkonda.
6Samm 6Peidetud
6
Küsimus 2Samm 6: Kontrolli lahendit
Arvutame võrrandi vasaku poole.
vp=1
Arvutame võrrandi parema poole, kui x=0,4.
pp=log4−log0,4=log0,44=log10=1
Vasak ja parem pool on võrdsed, seega lahend sobib.
vp=pp
VASTUS
1) Võrrandi 33x−1=1 lahend on x=31. 2) Võrrandi 1=log4−logx lahend on x=0,4.