10–11Логарифмы

Логарифмические неравенства

Логарифмические неравенства встречаются во второй части профильного ЕГЭ и пугают многих. На деле в них всего две идеи: сравнить аргументы с учётом основания и не забыть, что аргументы положительны.

Для учеников 10–11 классов.

Главное правило

Основаниеlogₐ f(x) > logₐ g(x) равносильно
a > 1f(x) > g(x) > 0
0 < a < 10 < f(x) < g(x)

Почему так: при a > 1 логарифм возрастает, большему аргументу соответствует больший логарифм. При основании меньше 1 логарифм убывает, и всё наоборот.

Примеры

Задача

Решите неравенство log₂(x − 1) < 3.

ОДЗ: x − 1 > 0, x > 1.

3 = log₂ 8, основание 2 > 1, знак сохраняется: x − 1 < 8, x < 9.

Пересекаем с ОДЗ.

Ответ: x ∈ (1; 9).

Задача

Решите неравенство log₁/₃(2x + 1) ≥ −1.

−1 = log₁/₃ 3.

Основание 1/3 < 1, знак меняется: 0 < 2x + 1 ≤ 3.

−1 < 2x ≤ 2, −1/2 < x ≤ 1.

Ответ: x ∈ (−1/2; 1].

Задача

Решите неравенство log₂² x − 3 log₂ x + 2 ≤ 0.

ОДЗ: x > 0. Замена t = log₂ x.

t² − 3t + 2 ≤ 0, (t − 1)(t − 2) ≤ 0, 1 ≤ t ≤ 2.

1 ≤ log₂ x ≤ 2, 2 ≤ x ≤ 4.

Ответ: x ∈ [2; 4].

Неравенство с множителями удобно решать методом интервалов.

Где теряют баллы

  • Забыли перевернуть знак при основании меньше 1.
  • Не пересекли ответ с ОДЗ.
  • Поделили на выражение с логарифмом, не зная его знака.
  • Перепутали круглую и квадратную скобку в ответе.

Разберём на занятии

Разберём эту тему и всё, что с ней связано, на живом занятии: преподаватель видит, как ребёнок решает, и поправляет на первом неверном шаге.

Первое занятие бесплатное: можно посмотреть формат вместе с ребёнком и решить, подходит ли он.

Частые вопросы

Что делать, если основание зависит от x?

Рассматривать два случая: основание больше 1 и между 0 и 1, или использовать метод рационализации, который заменяет разность логарифмов на выражение того же знака.