3.4 Logaritmekvationer
Sommarmatte 1
Versionen från 20 april 2007 kl. 13.04 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) ← Gå till föregående ändring |
Versionen från 20 april 2007 kl. 13.18 (redigera) (ogör) Lina (Diskussion | bidrag) (→Grundekvationer) Gå till nästa ändring → |
||
Rad 105: | Rad 105: | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
- | '''Exempel 1''' | + | '''Exempel 2''' |
- | Exempeltext, använd nedanstående numrering | + | Lös ekvationen |
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$matte$ | + | <li>$ 3^x = 20$ |
- | <li>text | + | ::::'''Lösning:''' |
+ | ::::Logaritmera båda led | ||
+ | $$\lg 3^x = \lg 20$$ | ||
+ | ::::Vänsterledet kan skrivas som $+lg 3^x = x \cdot \lg 3$ | ||
+ | ::::och då får vi att | ||
+ | $$x = \displaystyle \frac{\lg 20}{\lg 3} \;\;\;\;\; (\approx 2,727)$$ <br><br> | ||
+ | <li>$ 5000 \cdot 1,05^x = 10 \: 000$ | ||
+ | ::::'''Lösning:''' | ||
+ | ::::Dividera båda led med 5000 | ||
+ | $$1,05^x = \displaystyle \frac{ 10 \: 000}{5000} = 2$$ | ||
+ | ::::Denna ekvation löser vi genom att logaritmera båda led med $\lg$ och skriva om vänsterledet som $\lg 1,05^x = x \cdot \lg 1,05$ | ||
+ | $$x = \displaystyle \frac{\lg 2}{\lg 1,05} \;\;\;\;\; (\approx 14,2)$$ <br><br> | ||
+ | <li>$ 2^x \cdot 3^x = 5$ | ||
+ | ::::'''Lösning:''' | ||
+ | ::::Vänsterledet kan skriva om med potenslagarna till $(2 \cdot 3)^x = 5$ och ekvationen blir | ||
+ | $$6^x = 5$$ | ||
+ | ::::Denna grundekvation löser vi på vanligt sätt med logaritmering och får | ||
+ | $$x = \displaystyle \frac{\lg 5}{\lg 6}$$ <br><br> | ||
+ | <li>$} 5^{2x + 1} = 3^{5x}$ | ||
+ | ::::'''Lösning:''' | ||
+ | ::::Logaritmera båda led och använd logaritmlagen $\lg a^b = b \cdot \lg a$ | ||
+ | $$(2x+1)\lg 5 = 5x \cdot \lg 3$$ | ||
+ | $$2x \cdot \lg 5 + \lg 5 = 5x \cdot \lg 3$$ | ||
+ | ::::Samla $x$ i ena ledet | ||
+ | $$\lg 5 = 5x \cdot \lg 3 -2x \cdot \lg 5$$ | ||
+ | $$\lg 5 = x (5 \lg 3 -2 \lg 5)$$ | ||
+ | ::::Lösningen är | ||
+ | $$x = \displaystyle \frac{\lg 5}{5 \lg 3 -2 \lg 5}$$ | ||
</ol> | </ol> | ||
- | |||
- | Lös ekvationen | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \mbox{ a) } 3^x = 20 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | '''Lösning:''' | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \lg 3^x = \lg 20 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | x \cdot \lg 3 = \lg 20 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | x = \displaystyle \frac{\lg 20}{\lg 3} \;\;\;\;\; (\approx 2,727) | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \mbox{ b) } 5000 \cdot 1,05^x = 10 \: 000 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | '''Lösning:''' | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | 1,05^x = \displaystyle \frac{ 10 \: 000}{5000} = 2 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \lg 1,05^x = \lg 2 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | x \cdot \lg 1,05 = \lg 2 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | x = \displaystyle \frac{\lg 2}{\lg 1,05} \;\;\;\;\; (\approx 14,2) | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \mbox{ c) } 2^x \cdot 3^x = 5 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | '''Lösning:''' | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | (2 \cdot 3)^x = 5 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | 6^x = 5 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \lg 6^x = \lg 5 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | x \cdot \lg 6 = \lg 5 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | x = \displaystyle \frac{\lg 5}{\lg 6} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \mbox{ d) } 5^{2x + 1} = 3^{5x} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | '''Lösning:''' | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \lg 5^{2x + 1} = \lg 3^{5x} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | (2x+1)\lg 5 = 5x \cdot \lg 3 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | 2x \cdot \lg 5 + \lg 5 = 5x \cdot \lg 3 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $\lg 5 = x (5 \lg 3 -2 \lg 5)$ | ||
- | |||
- | |||
- | $x = \displaystyle \frac{\lg 5}{5 \lg 3 -2 \lg 5}$ | ||
</div> | </div> |
Versionen från 20 april 2007 kl. 13.18
3.4 LogaritmekvationerInnehåll:
|
|
teori igen Viktig regel: $$dubbeldollar$$ Exempel 1 Exempeltext, använd nedanstående numrering
GrundekvationerEkvationer där logaritmer behövs eller är inblandade förekommer i många olika fall. Först ges några exempel där lösningen ges nästan direkt genom definitionen av logaritm, dvs. $$10^x = y \Leftrightarrow x = \lg y$$ $$e^x = y \Leftrightarrow x = \ln y$$
Exempel 1 Lös ekvationerna
$$a^x = b$$ där $a$ och $b$ är positiva tal. Dessa löses enklast genom att ta logaritmen av båda led $$\lg a^x = \lg b$$ och använda logaritmlagen för potenser $$x \cdot \lg a = \lg b$$ Vilket ger lösningen $x = \displaystyle \frac{\lg b}{\lg a} $.
Exempel 2 Lös ekvationen
Exempel 1 Exempeltext, använd nedanstående numrering
Lös ekvationen
$ \mbox{ b) } 2 \ln x - \ln 2x = 4 $
$ \mbox{ c) } \lg x + 3 \lg 2 = 2 \lg 12 $
$ \mbox{ d) } 3 \ln 2 - 2 \ln 5 + \ln 2x = 0 $
Även ekvationer som innehåller exponential- eller logaritmuttryck kan ibland behandlas som förstagradsekvationer, genom att betrakta "$\ln{(x)}$" eller "$e^x$" som en variabel. Man kan också om man vill substituera genom att sätta $\ln(x)=t$ eller $e^x=t$. (Man måste dock kolla så att inte detta värde gör att någon nämnare i den ursprungliga ekvationen blir 0.) Exempel 1 Lös ekvationen $\ln(x^3) + 2 \ln\left( \displaystyle \displaystyle \frac{1}{x}\right) = 3$ $ 3\ln(x) + 2\cdot(-1)\ln(x)=3 $ $ \ln(x) = 3 $ vilket ger $ x=e^3 $ Exempel 1 Lös ekvationen $ \displaystyle \displaystyle \frac{6e^x}{3e^x+1}=\displaystyle \displaystyle \frac{5}{e^{-x}+2}$ $ 6e^x(e^{-x}+2) = 5(3e^x+1) $ $ 6+12e^x = 15e^x+5 $ $ 1=3e^x $ $ e^x=\displaystyle \displaystyle \frac{1}{3} $ $ x=\ln{\displaystyle \displaystyle \frac{1}{3}}=-\ln(3) $
Exempel 1 Lös ekvationen $ 3 \cdot 2^x=e^x $ $ \ln(3) + \ln(2^x) = \ln(e^x) $ $ \ln(3) + x \ln(2) =x \ln(e) $ $ \ln(3) + x \ln(2) = x $ $ \ln(3) = (1-\ln(2))x $ $ x=\displaystyle \displaystyle \frac{\ln(3)}{1-\ln(2)} $
Råd för inläsning
Du kan behöva lägga ner mycket tid på logaritmer. Logaritmer brukar behandlas översiktligt i gymnasiet. Därför brukar många högskolestudenter stöta på problem när det gäller att räkna med logaritmer.
för dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring Läs mer om logaritmer på engelska Wikipedia Läs mer om Talet e i The MacTutor History of Mathematics archive
Experimentera med logaritmer och potenser Hjälp grodan hoppa till sitt näckrosblad i "log"-spelet
Råd för inläsning
Det är speciellt viktigt att kunna använda de fyra räknesätten, parenteser och potenser korrekt när man räknar med symboler (x, y, a, b, ...). Det är också viktigt att kunna förenkla symboluttryck och skriva dessa i olika former. Speciellt rationella uttryck, dvs. uttryck med variabler där man har en täljare och en nämnare.
för dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring Understanding Algebra - engelsk bok på nätet för högskoleförberedande studier
Träna mer på ekvationer, blandade exempel från Theducation Träna på och läs om ekvationer i Theducations gymnasielexikon © Copyright 2006, KTH Matematik
|
|