Степень с действительным показателем. Степень числа: определения, обозначение, примеры Что называют степенью с действительным показателем
Самостоятельная работа студента 1 курс по теме Степени с действительным показателем. Свойства степени с действительным показателем (6 часов)
Изучить теоретический материал и сделать конспект (2 часа)
Разгадать кроссворд (2 часа)
Выполнить домашнюю контрольную работу (2 часа)
Справочный и дидактический материал представлен ниже
О понятии степени с рациональным показателем
Некоторые наиболее часто встречающиеся
Виды трансцендентных функций, прежде
Всего показательные, открывают доступ ко
Многим исследованиям.
Л. Э й л е р
Из практики решения-все более сложных алгебраических задач и оперирования со степенями возникла необходимость обобщения понятия степени и расширения его посредством введения в качестве показателя нуля, отрицательных и дробных чисел.
Равенство а 0 = 1 (для ) применял в своих трудах в начале XV в. самаркандский ученый ал-Каши. Независимо от него нулевой показатель был введен Н. Шюке в XV в. Последний ввел и отрицательные показатели степени. Идея дробных показателей содержится у французского математика Н. Орема (XIV в.) в его
труде
«Алгоризм пропорций». Вместо нашего
знака
он писал ,
вместо
он писал
4. Орем словесно формулирует правила
действий со степенями, например (в
современной записи): ,
и т.п.
Позже дробные, как и отрицательные, показатели встречаются в «Полной арифметике» (1544) немецкого математика М. Штифеля и у С. Стевина. Последний пишет о том, что корень степени п из числа а можно считать как степень а с дробным показателем .
О целесообразности введения нулевого, отрицательных и дробных показателей и современных символов впервые подробно писал в 1665 г, английский математик Джон Валлис. Его дело завершил И. Ньютон, который стал систематически применять новые символы, после чего они вошли в общий обиход.
Введение степени с рациональным показателем является одним из многих примеров обобщения понятия математического действия. Степень с нулевым, отрицательным и дробным показателями определяется таким образом, чтобы к ней были применимы те же правила действий, которые имеют место для степени с натуральным показателем, т. е. чтобы сохранились основные свойства первоначально определенного понятия степени, а именно:
Новое определение степени с рациональным показателем не противоречит старому определению степени с натуральным показателем, т. е. смысл нового определения степени с рациональным показателем сохраняется и для частного случая степени с натуральным показателем. Этот принцип, соблюдаемый при обобщении математических понятий, называется принципом перманентности (сохранения, постоянства). В несовершенной форме его высказал в 1830 г. английский математик Дж. Пикок, полностью и четко его установил немецкий математик Г. Ганкель в 1867 г. Принцип перманентности соблюдается и при обобщении понятии числа и расширении его до понятия действительного числа, а до этого - при введении понятия умножения на дробь и т. п.
Степенная функция и графическое решение уравнений и неравенств
Благодаря открытию метода координат и аналитической геометрии начинай с XVII в. стало возможным общеприменимое графическое исследование функций и графическое решение уравнений.
Степенной функцией называют функцию вида
где α- постоянное вещественное число. Вначале мы ограничимся, однако, лишь рациональными значениями α и вместо равенства (1) запишем:
где - рациональное число. Для и по определению соответственно имеем:
у =1, у =х.
Графиком первой из этих функций на плоскости является прямая, параллельная оси Ох, а второй - биссектриса 1-го и 3-го координатных углов.
При графиком функций является парабола . Декарт, который первое неизвестное обозначал через z , второе - через у, третье - через x :, записывал уравнение параболы так: (z - абсцисса). Параболой он часто пользовался для решения уравнений. Чтобы решить, например, уравнение 4-й степени
Декарт с помощью подстановки
получил квадратное уравнение с двумя неизвестными:
изображающее окружность, расположенную в одной плоскости (z х) с параболой (4). Таким образом, Декарт, вводя вторую неизвестную (х), разбивает уравнение (3) на два уравнения (4) и (5), каждое из которых представляет определенное геометрическое место точек. Ординаты точек их пересечения и дают корни уравнения (3).
«Однажды царь решил выбрать из своих придворных первого помощника. Он подвёл всех к огромному замку. «Кто первым откроет, тот и будет первым помощником». Никто даже не притронулся к замку. Лишь один визирь подошёл и толкнул замок, который открылся. Он не был закрыт на ключ.
Тогда царь сказал: «Ты получишь эту должность, потому что полагаешься не только на то, что видишь и слышишь, а надеешься на собственные силы и не боишься сделать попытку».
И мы сегодня будем пытаться, пробовать, чтобы прийти к правильному решению.
1. С каким математическим понятием связаны слова:
Основание
Показатель (Степень)
Какими словами можно объединить слова:
Рациональное число
Целое число
Натуральное число
Иррациональное число (Действительное число)
Сформулируйте тему урока. (Степень с действительным показателем)
– повторить свойства степени
– рассмотреть применение свойств степени при вычислениях и упрощениях выражений
– отработка вычислительных навыков.
Итак, а р, где р – число действительное.
Приведите примеры (выберете из выражений 5 –2 , , 43, ) степени
– с натуральным показателем
– с целым показателем
– с рациональным показателем
– с иррациональным показателем
При каких значениях а имеет смысл выражение
а n , где n (а – любое)
а m , где m (а не равно 0) Как от степени с отрицательным показателем перейти к степени с положительным показателем?
Где p , q (а > 0)
Какие действия (математические операции) можно выполнять со степенями?
Установите соответствие:
При умножении степеней с равными основаниями |
Основания умножаются, а показатель остаётся прежним |
При делении степеней с равными основаниями |
Основания делятся, а показатель остаётся прежним |
Тема урока: Степень с действительным показателем.
Задачи:
- Образовательные
:
- обобщить понятие степени;
- отработать умение находить значение степени с действительным показателем;
- закрепить умения использовать свойства степени при упрощении выражений;
- выработать навык использования свойств степени при вычислениях.
- Развивающие
:
- интеллектуальное, эмоциональное, личностное развитие ученика;
- развивать умение обобщать, систематизировать на основе сравнения, делать вывод;
- активизировать самостоятельную деятельность;
- развивать познавательный интерес.
- Воспитательные
:
- воспитание коммуникативной и информационной культуры обучающихся;
- эстетическое воспитание осуществляется через формирование умения рационально, аккуратно оформлять задание на доске и в тетради.
Учащиеся должны знать: определение и свойства степени с действительным показателем.
Учащиеся должны уметь:
- определять имеет ли смысл выражение со степенью;
- использовать свойства степени при вычислениях и упрощении выражений;
- решать примеры, содержащие степень;
- сравнивать, находить сходства и отличия.
Форма урока: семинар – практикум, с элементами исследования. Компьютерная поддержка.
Форма организации обучения: индивидуальная, групповая.
Тип урока: урок исследовательской и практической работы.
ХОД УРОКА
Организационный момент
«Однажды царь решил выбрать из своих
придворных первого помощника. Он подвёл всех к
огромному замку. «Кто первым откроет, тот и будет
первым помощником». Никто даже не притронулся к
замку. Лишь один визирь подошёл и толкнул замок,
который открылся. Он не был закрыт на ключ.
Тогда царь сказал: «Ты получишь эту должность,
потому что полагаешься не только на то, что
видишь и слышишь, а надеешься на собственные силы
и не боишься сделать попытку».
И мы сегодня будем пытаться, пробовать, чтобы
прийти к правильному решению.
1. С каким математическим понятием связаны слова:
Основание
Показатель (Степень)
Какими словами можно объединить слова:
Рациональное число
Целое число
Натуральное число
Иррациональное число (Действительное
число)
Сформулируйте тему урока. (Степень с
действительным показателем)
2.
Какая наша стратегическая
цель? (ЕГЭ)
Какие цели нашего урока
?
– Обобщить понятие степени.
Задачи:
– повторить свойства степени
– рассмотреть применение свойств степени при
вычислениях и упрощениях выражений
– отработка вычислительных навыков.
3.
Итак, а р, где р – число
действительное.
Приведите примеры (выберете из выражений 5 –2 , 43, ) степени
– с натуральным показателем
– с целым показателем
– с рациональным показателем
– с иррациональным показателем
4. При каких значениях а имеет смысл выражение
аn, где n (а
– любое)
аm, где m (а 0) Как от степени с
отрицательным показателем перейти к степени с
положительным показателем?
, где (а0)
5.
Из данных выражений выберете те,
которые смысла не имеют:
(–3) 2 , , , 0 –3 , , (–3) –1 , .
6.
Вычислите. Ответы в каждом столбике
обладают одним общим свойством. Укажите лишний
ответ (этим свойством не обладающий)
2
=
=
=
6
= (неправ.
др.)
= (нельзя записать дес. др.)
= (дробь)
= =
7. Какие действия (математические операции) можно выполнять со степенями?
Установите соответствие:
Один ученик записывает формулы (свойства) в общем виде.
8. Дополнить степени из п.3 так, чтобы к полученному примеру можно было применить свойства степени.
(Один человек работает у доски, остальные в тетрадях. Для проверки обменяться тетрадями, а ещё один выполняет действия на доске)
9. На доске (работает ученик):
Вычислите : =
Самостоятельно (с проверкой на листах)
Какой из ответов не может получиться в части «В» на ЕГЭ? Если в ответе получилось , то как записать такой ответ в части «В»?
10. Самостоятельное выполнение задания (с проверкой у доски – несколько человек)
Задание с выбором ответа
1 | ![]() |
||||
2 | : | ||||
3 | 0,3 ![]() |
||||
4 | ![]() |
11. Задание с кратким ответом (решение у доски):
+ + (60)5 2 – 3–4 27 =
Самостоятельно с проверкой на скрытой доске:
– – 322– 4 + (30)4 4 =
12 . Сократите дробь (на доске):
В это время один человек решает на доске самостоятельно: = (класс проверяет)
13. Самостоятельное решение (на проверку)
На отметку «3»: Тест с выбором ответа:
1. Укажите выражение, равное степени
1. | 2. | 3. | 4. |
2. Представьте в виде степени произведение: – Спасибо за урок!
Степень с рациональным показателем
В множество рациональных чисел входят целые и дробные числа.
Определение 1
Степень числа $а$ с целым показателем $n$ является результатом умножения числа $а$ самого на себя $n$ раз, причем: $a^n=a \cdot a \cdot a \cdot \ldots \cdot a$, при $n>0$; $a^n=\frac{1}{a \cdot a \cdot a \cdot \ldots \cdot a}$, при $n
Определение 2
Степень числа $а$ с показателем в виде дроби $\frac{m}{n}$ называется корнем $n$-ной степени из $a$ в степени $m$: $a^\frac{m}{n}=\sqrt[n]{a^m}$, где $а>0$, $n$ – натуральное число, $m$ – целое число.
Определение 3
Степень нуля с показателем в виде дроби $\frac{m}{n}$ определяется следующим образом: $0^\frac{m}{n}=\sqrt[n]{0^m}=0$, где $m$ – целое число, $m>0$, $n$ – натуральное число.
Существует и другой подход к определению степени числа с дробный показателем, который показывает возможность существования степени отрицательного числа или отрицательного дробного показателя.
Например, выражения $\sqrt{(-3)^6}$, $\sqrt{(-3)^3}$ или $\sqrt{(-7)^{-10}}$ имеют смысл, таким образом, и выражения $(-3)^\frac{6}{7}$, $(-3)^\frac{3}{7}$ и $(-7)^\frac{-10}{6}$ должны иметь смысл, в то время, как согласно определению степени с показателем в виде дроби при отрицательном основании не существуют.
Дадим другое определение:
Степенью числа $a$ с дробным показателем $\frac{m}{n}$ называется $\sqrt[n]{a^m}$ в следующих случаях:
При любом действительном числе $a$, целом $m>0$ и нечетном натуральном $n$.
Например, $13,4^\frac{7}{3}=\sqrt{13,4^7}$, $(-11)^\frac{8}{5}=\sqrt{(-11)^8}$.
При любом отличном от нуля действительном числе $a$, целом отрицательном $m$ и нечетном $n$.
Например, $13,4^\frac{-7}{3}=\sqrt{13,4^{-7}}$, $(-11)^\frac{-8}{5}=\sqrt{(-11)^{-8}}$.
При любом неотрицательном числе $a$, целом положительном $m$ и четном $n$.
Например, $13,4^\frac{7}{4}=\sqrt{13,4^7}$, $11^\frac{3}{16}=\sqrt{11^3}$.
При любом положительном $a$, целом отрицательном $m$ и четном $n$.
Например, $13,4^\frac{-7}{4}=\sqrt{13,4^{-7}}$, $11^\frac{-3}{8}=\sqrt{11^{-3}}$.
При других условиях степень с дробным показателем определить невозможно.
Например, $(-13,4)^\frac{10}{3}=\sqrt{(-13,4)^{10}}$, $(-11)^\frac{5}{4}=\sqrt{(-11)^5}$.
К тому же, при применении данного определения является важным, чтобы дробный показатель $\frac{m}{n}$ был несократимой дробью.
Серьезность данного замечания в том, что степенью отрицательного числа с дробным сократимым показателем, например, $\frac{10}{14}$ будет положительное число, а степенью того же числа с уже сокращенным показателем $\frac{5}{7}$ будет отрицательное число.
Например, $(-1)^\frac{10}{14}=\sqrt{(-1)^{10}}=\sqrt{1^{10}}=1$, а $(-1)^\frac{5}{7}=\sqrt{(-1)^5}=-1$.
Таким образом, при выполнении сокращения дроби $\frac{10}{14}=\frac{5}{7}$ не выполняется равенство $(-1)^\frac{10}{14}=(-1)^\frac{5}{7}$.
Замечание 1
Нужно отметить, что чаще применяется более удобное и простое первое определение степени с показателем в виде дроби.
В случае записи дробного показателя степени в виде смешанной дроби или десятичной, необходимо показатель степени преобразовать к виду обыкновенной дроби.
Например, $(2 \frac{3}{7})^{1 \frac{2}{7}}=(2 \frac{3}{7})^\frac{9}{7}=\sqrt{(2 \frac{3}{7})^9}$, $7^{3,6}=7^\frac{36}{10}=\sqrt{7^{36}}$.
Степень с иррациональным и действительным показателем
К действительным числам относятся рациональные и иррациональные числа.
Разберем понятие степени с иррациональным показателем, т.к. степень с рациональным показателем мы рассмотрели.
Рассмотрим последовательность приближений к числу $\alpha$, которые являются рациональными числами. Т.е. имеем последовательность рациональных чисел $\alpha_1$, $\alpha_2$, $\alpha_3$, $\ldots$, которые определяют число $\alpha$ с любой степенью точности. Если вычислить степени с этими показателями $a^{\alpha_1}$, $a^{\alpha_2}$, $a^{\alpha_3}$, $\ldots$, то окажется, что эти числа являются приближениями к некоторому числу $b$.
Определение 4
Степенью числа $a>0$ с иррациональным показателем $\alpha$ называется выражение $a^\alpha$, которое имеет значение, равное пределу последовательности $a^{\alpha_1}$, $a^{\alpha_2}$, $a^{\alpha_3}$, $\ldots$, где $\alpha_1$, $\alpha_2$, $\alpha_3$, … – последовательные десятичные приближения иррационального числа $\alpha$.
Для любого угла α такого, что α ≠ πk/2 (k принадлежит множеству Z), справедливо:
Для любого угла α справедливы равенства:
Для любого угла α такого, что α ≠ πk (k принадлежит множеству Z), справедливо:
Формулы приведения
В таблице даны формулы приведения для тригонометрических функций.
Функция (угол в º) | 90º - α | 90º + α | 180º - α | 180º + α | 270º - α | 270º + α | 360º - α | 360º + α |
sin | cos α | cos α | sin α | -sin α | -cos α | -cos α | -sin α | sin α |
cos | sin α | -sin α | -cos α | -cos α | -sin α | sin α | cos α | cos α |
tg | ctg α | -ctg α | -tg α | tg α | ctg α | -ctg α | -tg α | tg α |
ctg | tg α | -tg α | -ctg α | ctg α | tg α | -tg α | -ctg α | ctg α |
Функция (угол в рад.) | π/2 – α | π/2 + α | π – α | π + α | 3π/2 – α | 3π/2 + α | 2π – α | 2π + α |
Четность тригонометрических функций. Углы φ и -φ образуются при повороте луча в двух взаимно противоположных направлениях (по часовой стрелке и против часовой стрелки). | |
Поэтому конечные стороны OA 1 и ОА 2 этих углов симметричны относительно оси абсцисс. Координаты векторов единичной длины OA 1 = (х 1 , у 1) и ОА 2 = (х 2 , y 2) удовлетворяют соотношениям: х 2 = х 1 y 2 = -у 1 Поэтому cos(-φ) = cosφ, sin (- φ) = -sin φ, Следовательно, синус является нечетной, а косинус- четной функцией угла. | |
Далее имеем: | |
Поэтому тангенс и котангенс являются нечетными функциями угла. |
8)Обра́тныетригонометри́ческиефу́нкции - математические функции, являющиеся обратными к тригонометрическим функциям. К обратным тригонометрическим функциям обычно относят шесть функций:
§ аркси́нус (обозначение: arcsin)
§ аркко́синус (обозначение: arccos)
§ аркта́нгенс (обозначение: arctg; в иностранной литературе arctan)
§ арккота́нгенс (обозначение: arcctg; в иностранной литературе arccotan)
§ арксе́канс (обозначение: arcsec)
§ арккосе́канс (обозначение: arccosec; в иностранной литературе arccsc)
Название обратной тригонометрической функции образуется от названия соответствующей ей тригонометрической функции добавлением приставки «арк-» (от лат. arc - дуга). Это связано с тем, что геометрически значение обратной тригонометрической функции можно связать с длиной дуги единичной окружности (или углом, стягивающим эту дугу), соответствующей тому или иному отрезку. Изредка в иностранной литературе пользуются обозначениями типа sin −1 для арксинуса и т.п.; это считается неоправданным, так как возможна путаница с возведением функции в степень −1.
Свойства функции arcsin
(функция является нечётной). при .
при
при
Свойства функции arccos[
· (функция центрально-симметрична относительно точки ), является индифферентной.
·
·
·
Свойства функции arctg
·
· , при x > 0.
Свойства функции arcctg
· (график функции центрально-симметричен относительно точки
· при любых
·
12)Степенью числа a > 0 с рациональным показателем является степень, показатель которой представим в виде обыкновенной несократимой дроби x = m/n, где m целое, а n натуральное число, причём n > 1 (x - показатель степени).
Степень с действительным показателем
Пусть дано положительное число и произвольное действительное число . Число называется степенью, число - основанием степени, число - показателем степени.
По определению полагают:
Если и - положительные числа, и - любые действительные числа, то справедливы следующие свойства:
![](https://i2.wp.com/konspekta.net/poisk-ruru/baza9/1949881059653.files/image066.png)
14)Логари́фм числа по основанию (от греч. λόγος - «слово», «отношение» и ἀριθμός - «число» ) определяется какпоказатель степени, в которую надо возвести основание , чтобы получить число . Обозначение: , произносится: "логарифм по основанию ".
Свойства логарифмов:
1° - основное логарифмическое тождество.
Логарифм единицы по любому положительному, отличному от 1, основанию равен нулю. Это возможно потому, что из любого действительного числа можно получить 1 только возведя его в нулевую степень.
4° - логарифм произведения.
Логарифм произведения равен сумме логарифмов сомножителей.
5° - логарифм частного.
Логарифм частного (дроби) равен разности логарифмов сомножителей.
6° - логарифм степени.
Логарифм степени равен произведению показателя степени на логарифм ее основания.
7°
8°
9° - переход к новому основанию.
15)Действительное число - (вещественное число) , любое положительное, отрицательное число или нуль. Посредством действительных чисел выражаются результаты измерения всех физических величин. ;
16)Мнимая единица - обычно комплексное число, квадрат которого равен отрицательной единице. Однако возможны и иные варианты: в конструкции удвоения по Кэли-Диксону или в рамках алгебры по Клиффорду.
Ко́мпле́ксные чи́сла (устар. мнимые числа ) - числа вида , где и - вещественные числа, - мнимая единица; то есть . Множество всех комплексных чисел обычно обозначается от лат. complex - тесно связанный.
С. Шестаков,
Москва
Письменный экзамен
11 класс
1. Вычисления. Преобразование выражений
§ 3. Степень с действительным показателем
Упражнения § 5 первой главы сборника в основном связаны с показательной функцией и ее свойствами. В этом параграфе, как и в предыдущих, проверяется не только умение выполнять преобразования на основе известных свойств, но и овладение учащимися функциональной символикой. Среди заданий сборника можно выделить следующие группы:
- упражнения, проверяющие усвоение определения показательной функции (1.5.A06, 1.5.B01–B04) и умение пользоваться функциональной символикой (1.5A02, 1.5.B05, 1.5C11);
- упражнения на преобразование выражений, содержащих степень с действительным показателем, и на вычисление значений таких выражений и значений показательной функции (1.5B07, 1.5B09, 1.5.C02, 1.5.C04, 1.5.C05, 1.5D03, 1.5D05, 1.5.D10 и др.);
- упражнения на сравнение значений выражений, содержащих степень с действительным показателем, требующие применения свойств степени с действительным показателем и показательной функции (1.5.B11, 1.5C01, 1.5C12, 1.5D01, 1.5D11);
- прочие упражнения (в том числе связанные с позиционной записью числа, прогрессиями и др.) - 1.5.A03, 1.5.B08, 1.5.C06, 1.5. C09, 1.5.C10, 1.5.D07, 1.5.D09.
Рассмотрим ряд задач, связанных с функциональной символикой.
1.5.A02. д) Даны функции
Найдите значение выражения f 2 (x) – g 2 (x).
Решение. Воспользуемся формулой разности квадратов:
Ответ: –12.
1.5.C11. б) Даны функции
Найдите значение выражения f(x) f(y) – g(x) g(y), если f(x – y) = 9.
Приведем краткие решения упражнений на преобразование выражений, содержащих степень с действительным показателем, и на вычисление значений таких выражений и значений показательной функции.
1.5.B07. а) Известно, что 6 a – 6 –a = 6. Найдите значение выражения (6 a – 6) · 6 a .
Решение. Из условия задачи следует, что 6 a – 6 = 6 –a . Тогда
(6 a – 6) · 6a = 6 –a · 6 a = 1.
1.5.C05. б) Найдите значение выражения 7 a–b
,
если
Решение. По условию Разделим числитель и знаменатель
левой части данного равенства на 7 b . Получим
Сделаем замену. Пусть y = 7 a–b . Равенство принимает вид
Решим полученное уравнение
Следующая группа упражнений - задачи на сравнение значений выражений, содержащих степень с действительным показателем, требующие применения свойств степени с действительным показателем и показательной функции.
1.5.B11. б) Расположите числа f(60), g(45) и h(30) в порядке убывания, если f(x) = 5 x , g(x) = 7 x и h(x) = 3 x .
Решение. f(60) = 5 60 , g(45) = 7 45 и h(30) = 3 30 .
Преобразуем данные степени так, чтобы получить одинаковые показатели:
5 60 =625 15 , 7 45 =343 15 , 3 30 =9 15 .
Запишем основания в порядке убывания: 625 > 343 > 9.
Следовательно, искомый порядок: f(60), g(45), h(30).
Ответ: f(60), g(45), h(30).
1.5.C12. а) Сравните , где x и y - некоторые
действительные числа.
Решение.
Поэтому
Поэтому
Поскольку 3 2 > 2 3 , получаем, что
Ответ:
1.5.D11. а) Сравните числа
Поскольку получим
Ответ:
В завершение обзора задач на степень с действительным показателем рассмотрим упражнения, связанные с позиционной записью числа, прогрессиями и др.
1.5.A03. б) Дана функция f(x) = (0,1) x . Найдите значение выражения 6f(3) + 9f(2) + 4f(1) + 4f(0).
4f(0) + 4f(1) + 9f(2) + 6f(3) = 4 · 1 + 4 · 0,1 + 9 · 0,01 + 6 · 0,001 = 4,496.
Таким образом, данное выражение является разложением в сумму разрядных единиц десятичной дроби 4,496.
Ответ: 4,496.
1.5.D07. а) Дана функция f(x) = 0,1 x . Найдите значение выражения f 3 (1) – f 3 (2) + f 3 (3) + ... + (–1) n–1 f 3 (n) + ...
f 3 (1)–f 3 (2)+f 3 (3)+...+(–1) n–1 f 3 (n)+...= 0,1 3 –0,1 6 +0,1 9 +...+(–1) n–1 · 0,1 3n + ...
Данное выражение является суммой бесконечно
убывающей геометрической прогрессии с первым
членом 0,001 и знаменателем –0,001. Сумма равна
1.5.D09. а) Найдите значение выражения 5 2x +5 2y +2 5x · 5 y – 25 y · 5 x , если 5 x –5 y =3, x + y = 3.
5 2x +5 2y +25 x · 5 y –25 y · 5 x =(5 x – 5 y) 2 +2 · 5 x · 5 y +5 x · 5 y (5 x – 5 y)=3 2 +2 · 5 x+y +5 x+y · 3=3 2 +2 · 5 3 +3 · 5 3 =634.
Ответ: 634.
§ 4. Логарифмические выражения
При повторении темы «Преобразование логарифмических выражений» (§ 1.6 сборника) следует вспомнить ряд основных формул, связанных с логарифмами:
Приведем ряд формул, знание которых не требуется для решения задач уровней A и B, но может оказаться полезным при решении более сложных задач (число этих формул можно как уменьшать, так и увеличивать в зависимости от взглядов учителя и уровня подготовленности учащихся):
Большинство упражнений из § 1.6 сборника можно отнести к одной из следующих групп:
- упражнения на непосредственное использование определения и свойств логарифмов (1.6.A03, 1.6.A04, 1.6.B01, 1.6.B05, 1.6.B08, 1.6.B10, 1.6.C09, 1.6.D01, 1.6.D08, 1.6.D10);
- упражнения на вычисление значения логарифмического выражения по данному значению другого выражения или логарифма (1.6.C02, 1.6.C09, 1.6.D02);
- упражнения на сравнение значений двух выражений, содержащих логарифмы (1.6.C11);
- упражнения с комплексным многошаговым заданием (1.6.D11, 1.6.D12).
Приведем краткие решения упражнений на непосредственное использование определения и свойств логарифмов.
1.6.B05. а) Найдите значение выражения
Решение.
Выражение принимает вид
1.6.D08. б) Найдите значение выражения (1 – log 4 36)(1 – log 9 36).
Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов:
(1 – log 4 36)(1 – log 9 36) =
= (1 – log 4 4 – log 4 9)(1 – log 9 4 – log 9 9) =
= –log 4 9 · (–log 9 4) = 1.
1.6.D10. а) Найдите значение выражения
Решение. Преобразуем числитель:
log 6 42 · log 7 42=(1 + log 6 7)(1 + log 7 6)=1 + log 6 7 + log 7 6 + log 6 7 · log 7 6.
Но log 6 7 · log 7 6 = 1. Следовательно, числитель равен 2 + log 6 7 + log 7 6, а дробь равна 1.
Перейдем к решению упражнений на вычисление значения логарифмического выражения по данному значению другого выражения или логарифма.
1.6.D02. а) Найдите значение выражения log 70 320, если log 5 7=a , log 7 2=b .
Решение. Преобразуем выражение. Перейдем к основанию 7:
Из условия следует, что . Поэтому
В следующей задаче требуется сравнить значения двух выражений, содержащих логарифмы.
1.6.C11. а) Сравните числа
Решение. Приведем оба логарифма к основанию 2.
Следовательно, данные числа равны.
Ответ: данные числа равны.