2.On antud funktsioon f(x)=log4(4,5−3x). Millise parameetri a väärtuse korral on võrrandi 2f(x+a)=1 lahend x=0,5?
Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2015, ülesanne 6
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
Esimeses osas kirjuta parem pool ühe logaritmina ja ära unusta määramispiirkonda. Teises osas asenda x=0,5 ja kasuta logaritmi definitsiooni.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Leia määramispiirkond
Esimeses küsimuses tuleb lahendada logaritmvõrrand. Logaritm on määratud ainult positiivsest arvust, seega peavad mõlemad logaritmitavad, mis sisaldavad x-i, olema positiivsed.
Esimene logaritmitav peab olema positiivne.
4,5−3x>0⇒3x<4,5⇒x<1,5
Teine logaritmitav peab olema positiivne.
3x>0⇒x>0
Mõlemad tingimused korraga annavad määramispiirkonna.
0<x<1,5
Määramispiirkonna leiame enne lahendamist, et lõpus saaks kontrollida, kas leitud arvud sobivad. Logaritmi definitsioonis logab=c peab olema b>0.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Kirjuta parem pool ühe logaritmina
Kasutame jagatise logaritmi valemit.
logayx=logax−logay
Logaritmide vahe võrrandi paremal poolel on jagatise logaritm. Taandame murru.
log44,5−log43x=log43x4,5=log4x1,5
Kirjutame võrrandi uuel kujul.
log4(4,5−3x)=log4x1,5
34,5=1,5. Nüüd on mõlemal pool ühe ja sama alusega logaritm.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 1Samm 3: Võrdsusta logaritmitavad
Kui kahe sama alusega logaritmi väärtused on võrdsed, siis on võrdsed ka logaritmitavad.
Võrdsustame logaritmitavad.
4,5−3x=x1,5
Korrutame võrrandi mõlemaid pooli x-iga (x>0, seega x=0).
4,5x−3x2=1,5
Viime kõik liikmed paremale poole.
3x2−4,5x+1,5=0
Jagame mõlemaid pooli arvuga 1,5.
2x2−3x+1=0
Logaritmfunktsioon on üksühene: kui log4u=log4v, siis u=v. Arvuga 1,5 jagamine teeb kordajad täisarvuliseks: 3:1,5=2 ja 4,5:1,5=3.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 1Samm 4: Lahenda ruutvõrrand
Kirjutame lahendivalemi, kus a=2, b=−3 ja c=1.
x1;2=2a−b±b2−4ac
Asendame kordajad.
x1;2=43±9−8=43±1
Arvutame mõlemad lahendid.
x1=43−1=0,5,x2=43+1=1
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 1Samm 5: Kontrolli lahendeid
Mõlemad lahendid on vahemikus 0<x<1,5. Kontrollime neid ka algses võrrandis.
Arvutame vasaku poole, kui x=0,5.
vp=log4(4,5−1,5)=log43
Arvutame parema poole, kui x=0,5.
pp=log44,5−log41,5=log41,54,5=log43
Vasak ja parem pool on võrdsed, seega x=0,5 sobib.
vp=pp
Arvutame vasaku poole, kui x=1.
vp=log4(4,5−3)=log41,5
Arvutame parema poole, kui x=1.
pp=log44,5−log43=log434,5=log41,5
Vasak ja parem pool on võrdsed, seega ka x=1 sobib.
vp=pp
Kui mõni lahend jääks määramispiirkonnast välja, tuleks see kõrvale jätta (võõrlahend).
6Samm 6Peidetud
6
Küsimus 2Samm 6: Asenda võrrandisse x = 0,5
Teises küsimuses tuleb leida a. Avaldis f(x+a) tähendab, et funktsiooni valemis asendame x avaldisega x+a.
Kirjutame f(x+a) välja.
f(x+a)=log4(4,5−3(x+a))
Lahend x=0,5 peab võrrandit 2f(x+a)=1 rahuldama. Asendame x=0,5.
2log4(4,5−3(0,5+a))=1
Avame sulud logaritmi sees.
2log4(4,5−1,5−3a)=1
Lihtsustame ja jagame mõlemaid pooli arvuga 2.
log4(3−3a)=0,5
7Samm 7Peidetud
7
Küsimus 2Samm 7: Leia parameeter a
Logaritmi definitsiooni järgi log4b=0,5 tähendab, et 40,5=b.
3−3a=40,5=4=2
Viime arvu 3 paremale poole.
−3a=−1
Jagame mõlemaid pooli arvuga −3.
a=31
logab=c⟺ac=b. Astendaja 0,5=21 tähendab ruutjuurt.
8Samm 8Peidetud
8
Küsimus 2Samm 8: Kontrolli
Arvutame vasaku poole, kui x=0,5 ja a=31. Siis x+a=65.