Logaritmické rovnice a nerovnice

Podobné dokumenty
EXPONENCIÁLNÍ ROVNICE

MO-ME-N-T MOderní MEtody s Novými Technologiemi

Logaritmická rovnice

Rovnice a nerovnice v podílovém tvaru

VZOROVÝ TEST PRO 1. ROČNÍK (1. A, 3. C)

POŽADAVKY pro přijímací zkoušky z MATEMATIKY

M - Příprava na 1. zápočtový test - třída 3SA

Lineární funkce, rovnice a nerovnice 3 Soustavy lineárních rovnic

Příklad 1. Řešení 1a Máme řešit rovnici ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 1. Řešte v R rovnice: = = + c) = f) +6 +8=4 g) h)

Praha & EU: investujeme do vaší budoucnosti. Daniel Turzík, Miroslava Dubcová,

M - Příprava na pololetní písemku č. 1

( ) ( ) Logaritmické nerovnice II. Předpoklady: 2924

OPERACE S KOMBINAČNÍMI ČÍSLY A S FAKTORIÁLY, KOMBINACE

KOMPLEXNÍ ČÍSLA INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Goniometrické rovnice

Rovnice v oboru komplexních čísel

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

ROVNICE A NEROVNICE. Lineární rovnice s absolutní hodnotou II. Mgr. Jakub Němec. VY_32_INOVACE_M1r0107

UŽITÍ GONIOMETRICKÝCH VZORCŮ

Matematika Kvadratická rovnice. Kvadratická rovnice je matematický zápis, který můžeme (za pomoci ekvivalentních úprav) upravit na tvar

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Soustavy rovnic pro učební obor Kadeřník

LINEÁRNÍ ROVNICE S ABSOLUTNÍ HODNOTOU

V exponenciální rovnici se proměnná vyskytuje v exponentu. Obecně bychom mohli exponenciální rovnici zapsat takto:

Soustavy rovnic pro učební obory

GONIOMETRICKÉ FUNKCE

Diferenciální rovnice 1

Funkce jedné reálné proměnné. lineární kvadratická racionální exponenciální logaritmická s absolutní hodnotou

Digitální učební materiál

Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. na rovnice a nerovnice

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Nerovnice. Vypracovala: Ing. Stanislava Kaděrková

Rovnice s absolutní hodnotou

Lineární funkce, rovnice a nerovnice 4 lineární nerovnice

GEOMETRICKÉ POSLOUPNOSTI

Algebraické výrazy - řešené úlohy

FUNKCE NEPŘÍMÁ ÚMĚRNOST A LINEÁRNÍ LOMENÁ FUNKCE

3.3. EXPONENCIÁLNÍ A LOGARITMICKÁ ROVNICE A NEROVNICE

Digitální učební materiál

M - Kvadratické rovnice a kvadratické nerovnice

M - Příprava na 2. čtvrtletku - třídy 1P, 1VK

x + 6 2x 8 0. (6 x 0) & (2x 8 > 0) nebo (6 x 0) & (2x 8 < 0).

Příklad 1. Řešení 1a Máme vyšetřit lichost či sudost funkce ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 3

4. Určete definiční obor elementární funkce g, jestliže g je definována předpisem

ANALYTICKÁ GEOMETRIE HYPERBOLY

Nalezněte obecné řešení diferenciální rovnice (pomocí separace proměnných) a řešení Cauchyho úlohy: =, 0 = 1 = 1. ln = +,

. je zlomkem. Ten je smysluplný pro jakýkoli jmenovatel různý od nuly. Musí tedy platit = 0

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

Úvod do řešení lineárních rovnic a jejich soustav

ROVNICE, NEROVNICE A JEJICH SOUSTAVY

Exponenciální rovnice. Metoda převedení na stejný základ. Cvičení 1. Příklad 1.

Logaritmické a exponenciální funkce

Příklad. Řešte v : takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar

Obsah. Metodický list Metodický list Metodický list Metodický list

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

kuncova/, 2x + 3 (x 2)(x + 5) = A x 2 + B Přenásobením této rovnice (x 2)(x + 5) dostaneme rovnost

Variace. Lineární rovnice

Digitální učební materiál

1. Několik základních pojmů ze středoškolské matematiky. Na začátku si připomeneme následující pojmy:

KFC/SEM, KFC/SEMA Rovnice, nerovnice

CVIČNÝ TEST 5. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Václav Zemek. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Jednoduchá exponenciální rovnice

Šablona 10 VY_32_INOVACE_0106_0110 Rovnice s absolutní hodnotou

Lineární rovnice pro učební obory

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Mocninná funkce: Příklad 1

Soustavy lineárních diferenciálních rovnic I. řádu s konstantními koeficienty

Nerovnice a nerovnice v součinovém nebo v podílovém tvaru

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

ŘEŠENÍ KVADRATICKÝCH A ZLOMKOVÝCH NEROVNIC V ŠESTI BODECH

ALGEBRA LINEÁRNÍ, KVADRATICKÉ ROVNICE

MO-ME-N-T MOderní MEtody s Novými Technologiemi

MO-ME-N-T MOderní MEtody s Novými Technologiemi

ROVNICE A NEROVNICE. Kvadratické rovnice Algebraické způsoby řešení I. Mgr. Jakub Němec. VY_32_INOVACE_M1r0108

Limita ve vlastním bodě

Digitální učební materiál

4.3. GONIOMETRICKÉ ROVNICE A NEROVNICE

15. KubickÈ rovnice a rovnice vyööìho stupnï

Soustava 2 lineárních rovnic o 2 neznámých 3 metody: Metoda sčítací

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

Funkce pro studijní obory

Lineární rovnice. Rovnice o jedné neznámé. Rovnice o jedné neznámé x je zápis ve tvaru L(x) = P(x), kde obě strany tvoří výrazy s jednou neznámou x.

Opakovací test. Komlexní čísla A, B

CVIČNÝ TEST 10. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Renáta Koubková. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

Extrémy funkce dvou proměnných

CVIČNÝ TEST 1. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 21 IV. Záznamový list 23

Digitální učební materiál

Použití substituce pro řešení nerovnic II

Rovnice 2 Vypracovala: Ing. Stanislava Kaděrková

řešeny numericky 6 Obyčejné diferenciální rovnice řešeny numericky

POSLOUPNOSTI A ŘADY INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Zvyšování kvality výuky technických oborů

4. Lineární (ne)rovnice s racionalitou

POSLOUPNOSTI A ŘADY INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Matematika pro všechny

Určete a graficky znázorněte definiční obor funkce

KOMPLEXNÍ ČÍSLA INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Integrální počet VY_32_INOVACE_M0308. Matematika

Transkript:

Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity Logaritmické rovnice a nerovnice Bakalářská práce Brno 008 Lenka Balounová

Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracovala sama a čerpala jsem pouze z materiálů uvedených v seznamu literatury. V Brně dne 9..008 Lenka Balounová

Na tomto místě bych ráda poděkovala všem, kteří mi s prací pomohli, zvláště pak mému vedoucímu bakalářské práce panu RNDr. Jiřímu Dulovi za jeho velmi cenné rady a připomínky.

Obsah Obsah Úvod Věty o aritmech 3 Logaritmické rovnice. s neznámou v aritmovaném výrazu. s neznámou v základu aritmu 7.3 s neznámou v exponentu 9. s parametrem 3 Logaritmické nerovnice 3. s neznámou v aritmovaném výrazu 3. s neznámou v základu aritmu 7 3.3 s neznámou v exponentu 0 3. s parametrem 3 3. s absolutní hodnotou 6 Procvičení 9. Logaritmické rovnice 9. Logaritmické nerovnice 3 Literatura 33

Úvod Tato sbírka Logaritmických rovnic a nerovnic je určena studentům posledních ročníků středních škol připravujícím se na maturitní a následné přijímací zkoušky na vysoké školy z matematiky. Sbírka obsahuje spíše složitější úlohy, které prohlubují učivo probrané v hodinách matematiky a hodí se především pro studenty matematických tříd. Publikace je rozdělena do čtyř kapitol. První kapitola je věnována stručnému opakování poznatků o počítání s aritmy, přičemž předpokládáme znalost základních vět a připomínáme pouze věty složitější, často využívané při řešení úloh dále uvedených. Další kapitola je věnována řešeným aritmickým rovnicím. Tento oddíl je členěn do pěti částí, rozdělených dle výskytu neznámé a rozšířený o aritmické rovnice s parametrem. Na konci každé podkapitoly jsou příklady k procvičení uvedeného typu příkladů s výsledky v hranatých závorkách bezprostředně za zadáním. Stejně tak je členěna další kapitola jen s tím rozdílem, že v hlavní roli zde vystupují aritmické nerovnice. Čtvrtá, poslední část, je věnována celkovému opakování, kde jsou namíchány všechny typy, aritmických rovnic v jedné a aritmických nerovnic ve druhé podkapitole, mezi sebou. Výsledek příkladu je opět uveden ihned pod jeho zadáním. Příklady v této sbírce jsou vybrány většinou z hvězdičkových (tj.složitých) úloh. Sbírka studenty s látkou neseznamuje, navazuje na již probranou problematiku aritmů a měla by sloužit k zopakování a rozšíření učiva.

Kapitola Věty o aritmech Pozn.: Věty o aritmech, uváděny v této kapitole, jsou bohatě využívány při řešení mnoha příkladů z této sbírky. Samozřejmě už dále v textu nejsou uváděny, ale je na ně poukazováno pomocí čísla, pod kterým je daná věta uvedena. Podmínka: Výraz a x je definován pro a 0 a a x 0.. Pro každé x, y R + a pro každé a R + - {} platí a x = a y x = y.. Pro každé y R, pro každé x R + a pro každé a R + - {} platí a a y = y x a a = x. 3. Pro každé x, y R + a a R + - {} platí a (x y) = a x + a y.. Pro každé x, y R + a a R + - {} platí a y x = a x a y.. Pro každé x R +, a R + - {} a n R platí a x n = n a x. 6. Pro každé c R + a pro každé a, b R + - {} platí b c = ac. a b 3

Kapitola Logaritmické rovnice Jak již bylo řečeno v úvodu, rovnice jsou rozděleny do několika skupin podle toho, kde se nachází neznámá. Pro většinu typů budou navíc vyřešeny rovnice dvě, jedna se stejnými základy a druhá se základy různými.. s neznámou v aritmovaném výrazu.. Řešte v R rovnici: (3 x ) (3 3 x ) = 0, + 8, Řešení: Užitím věty převedeme reálné číslo 0, na dekadický aritmus a pomocí pravidel pro počítání s aritmy převedeme mocniny a dostaneme x 3 3 x 3 = 0 + 8,. Dále pravou stranu upravíme a dostaneme x 3 3 x 3 = 8, 8 = 9 = 3 = 3. Díky tomuto rozepsání můžeme celou rovnici vydělit číslem 3 x 3 x =. Provedeme substituci, kde nahradíme kvadratickou rovnici x = y, musí být y 0 a dostaneme y 3y = 0, 3 ± 9 + 6 y, = y =, y = -, y nevyhovuje zadané podmínce. Vrátíme se do substituce, kam dosadíme výsledky kvadratické rovnice a dostaneme, že x = 0. Proto K = {0 }.

.. Řešte v R rovnici: x 3 + x - x ( + 3x) = x 3x + + x + 6 0 0 Řešení: Dle věty 6) upravíme aritmy na stejný základ, v tomto případě je vhodný volit základ např., při prozkoumání stávajících základů zjistíme, že všechny základy jsou mocninou čísla. Dostaneme x 3 + x 0 - x ( + 3x) = x + 3x + x + 6 0. Jmenovatele složených zlomků můžeme vypočítat a na levé straně vytknout x x 3 + x ( 0 - ( + 3x) ) = x + ( ) 3x + x 0 + 6, po úpravě dostaneme x 3 + x ( 0 + ( + 3x)) = x 3x x 6 + + +, 0 x 3x x 6 ( + + ) = x 3x + + x + 6. 0 0 Logaritmy převedeme na stejnou stranu a vytkneme (x 3x x 6 ) + + 0 = x. () Protože na obou stranách máme výraz (x předpokladu, že (x ) 0. Dostaneme ) můžeme rovnici zkrátit za 3x x 6 + + 0 =. Číslo převedeme na aritmus při základu a dále počítáme dle věty ) 3x x 6 + + 0 =, 3x + x + 6 =, 0 3x + x + 6 = 0,

3x + x = 0. Kvadratickou rovnici vyřešíme a dostaneme x = x = - 3 Musíme zkontrolovat, jestli výsledek splňuje udané podmínky v. Kapitole tj. např. ( + 3 (- )) > 0, ( + 3 ) > 0 a takto ověříme všechny podmínky. 3 Vidíme, že kořen x nevyhovuje. Řešením je tedy pouze x. Dále rovnice () má však také kořeny x 3 =, x = -, kdy (x ) = 0. Dosazením do původní rovnice zjistíme, že také x 3 = je kořenem. Proto K = {, }. Příklady k procvičení Řešte v R rovnici: a) 3x + 7x 3 = + 0 K = { } b) (x + 3) (x 3) = K = { 7 } c) ( 3 x) 3 x 3 + = 0 K = {3, 9} d) ( 9 - x) = 9 - x K = { 3, 3} 6

. s neznámou v základu aritmu.. Řešte v R rovnici: (x + 3) + 3x + 7 x + 3 (3x + 7) = Řešení: S pomocí věty 3) si převedeme aritmy na stejný vhodně zvolený základ, např. 3x+7 (x + 3) + 3x+ 7 (3x + 7) 3x + 7 (x + 3 ) 3x+ 7 = vidíme, že v čitateli zlomku vychází číslo (x + 3) + 3x + 7 (x 3 ) 3 x+ 7 + = protože základy i argumenty jsou u obou aritmů stejné, provedeme substituci a= (x + 3) a dostaneme 3x + 7 a + a = po roznásobení: a + = a. Tedy a =. Vrátíme se k substituci: 3x + 7 (x + 3) = dle definice aritmu x + 3 = (3x + 7), x =, x =. Překontrolujeme zda výsledek odpovídá podmínkám, x = souhlasí. Proto K = {}... Řešte v R rovnici: 6 x = 8x Řešení: Dle věty ) výraz na pravé straně rovnice upravíme a získáme tak rovnici 6 x = 6 6 8x. 7

Porovnáme exponenty x = 6 8x. Dále rovnici převedeme na stejný základ x = 8x, 6 jmenovatele vypočítáme x =, 8x x = 8x, x = 8x, argumenty porovnáme a dostaneme x = 8x, x (x 3 8) = 0. Z toho x = 0 a x = Ověříme podmínky z Kapitoly a zjistíme, že x není řešením rovnice, protože x musí být různé od nuly. Tedy K = {}. Příklady k procvičení Řešte v R rovnice: a) x 3 + 3x 3 + 3 9x 3 = 0 K = {, 3 } 3 b) x K = {, 8} 8 = 6 6 c) (x - ) = x + (x + ) x - K = {} d) x 0 = K = {7}

.3 s neznámou v exponentu.3. Řešte v R rovnici: x 3 + x = 00 x + x Řešení: Rovnici rozepíšeme dle věty ) 0 x (3 + x) = 0 x ( + x) 0 na pravé straně dáme exponenty dohromady, abychom je mohli v dalším kroku porovnat, 0 x (3 + x) = 0 + x ( + x), x (3 + x) = + x ( + x), po roznásobení, úpravě a následné substituci, kdy nahradíme x =y, dostaneme kvadratickou rovnici, kterou řešíme 3 x + x = + x + x, x + x - = 0, y + y = 0. Kořeny kvadratické rovnice y = y = - dosadíme do substituce, odkud x = 0 x = 00 ověříme, jestli má aritmus smysl pro oba výsledky, vidíme že má, proto řešením této rovnice je K = {, 0}. 00.3. Řešte v R rovnici: x 3 x - x + 3 x = 0 Řešení: Zlomek převedeme na pravou stranu a vyjádříme ho pomocí x x 3 x - x + 3 = x (-) 9

porovnáme exponenty 3 x - x + 3 = - dle pravidel pro počítání s aritmy upravíme x 3 a výraz x nahradíme v substituci reálným číslem a 3 x - x + = 0 -a + 3a + = 0 kvadratickou rovnici řešíme a dostáváme a = - a =, návratem do substituce x = a získáme výsledek x = x = 6, obě řešení splňují podmínky K = {, 6}. Řešte v R rovnice: a) x Příklady k procvičení x + 7 = 0 x + K = {0, 0 - } b) x 3 + x 0 x 6 = 0 K = {0, } 0 c) x x + = 9x K = {9, 3 } d) x = 0 0, x K = { 0000 } 0

. s paramatrem Uvádíme dva typy rovnic s parametrem. První typ jsou rovnice, kde máme neznámou x vyjádřit pomocí parametru a určit jakých hodnot může parametr nabývat, druhým typem jsou nepravé rovnice s parametrem, kde pomocí znalostí o aritmech počítáme neznámou, která se v aritmu jinak nevyskytuje... Řešte v R rovnici s parametrem a R + : ( x) a = + ( + x) ( + a ) Řešení: Musí platit: a > 0, ( x) > 0, ( + x) > 0. Poslední dvě podmínky ověříme v závěru řešení. Pak lze danou rovnici psát ve tvaru Odtud plyne x a (+ x) =. + a x (+ x) =, a + a ( x) ( + a ) = a ( + x). Po roznásobení převedeme všechny členy s neznámou x na jednu stranu a dostaneme rovnost Dostaneme x + a a x = a + ax, x ( + a + a ) = - a + a. (- a) x = (+ a). Ověříme podmínky: a) x > 0 (- a) - > 0 / ( + a) > 0 (+ a) ( + a) - ( - a) > 0 +a + a + a a > 0 a > 0 / a > 0.platí, proto platí i podmínka a).

b) + x > 0 (- a) + > 0 (+ a) je splněna ( na levé straně je součet). Proto je řešením pro každé a R + (- a) K a = { (+ a) }... Určete číslo m, je-li m = 9-7 Řešení: Levou stranu převedeme na mocninu 9 9 9 m = 9-7. Porovnáme exponenty a převedeme jedničku na pravé straně na aritmus 9 m = 7 7 7, základ aritmu levé strany změníme. Pak 7 7 m 9 = 7 7. Víme, že 7 9 =, tímto číslem násobíme obě strany rovnice 7 m = 7 7 m = 7 ( 7, 7 ). Porovnáme argumenty aritmů a dostáváme po úpravě m = 9.

Příklady k procvičení Řešte v R rovnice s parametrem a R + : a) a x (a + ) x + a = 0 K = {0 a, a 0 } x b) x a = a K = {a} 3 a x Upravte: c) m = ( 3 ) + ( 9 ) m = 0 d) m = m = - 3 3 + 9-8 3 3

Kapitola 3 Logaritmické nerovnice Třetí kapitola pojednávající o aritmických nerovnicích je řešena podobně jako kapitola předchozí. Části jsou znovu děleny podle toho, kde se nachází neznámá x. Tento oddíl je navíc rozšířen o úlohy s parametrem a a o úlohy s různým umístěním absolutní hodnoty. Než začneme aritmické nerovnice řešit, musíme pomocí podmínky z Kapitoly nalézt intervaly, pro které má neznámá x smysl. Navíc je důležité si připomenout pravidlo: Pro a x > a y, kde 0 < a < platí x < y. 3. s neznámou v aritmovaném výrazu 3.. Řešte v R nerovnice: л (x + 7) л (6 x) < л x Řešení: Nejprve si stanovíme, pro jaká x má daná nerovnice smysl. Položme x + 7 > 0 6 x > 0 x > 0, z toho musí být x (0, 8). Nyní řešíme upravenou nerovnici л x + 7 6 - x < л x, porovnáme argumenty, protože л > x + 7 6 - x < x. Vynásobíme obě strany nerovnice výrazem (6 - x). Dostaneme x + 7 < 6 + x, x x + 7 < 0.

Kvadratickou nerovnici vyřešíme, kořeny jsou x = 3, x = 9, tj. výsledkem je interval (3, 9 ). Porovnáme výsledný interval s intervalem v podmínce. Na závěr K = (3, 9 ). 3.. Řešte v R nerovnici:, (x + x ) (x - 3x -0) > ( ) 3 Řešení: Stanovíme podmínky x 3x 0 > 0 x + x + > 0, řešíme kvadratické nerovnice. Dostáváme, že neznámá x má řešení na množině (, -) (, ). Nyní řešíme aritmickou nerovnici. Uvědomíme si, že, = 9, což je ( 3 ) -. Z toho (x + x ) ( ) - (x - 3x -0) > ( ) 3 3. Porovnáme mocnitele - (x 3x 0) > (x + ). Převedeme základ pravé strany nerovnice - (x (x + ) 3x 0) >. Jmenovatel zlomku na pravé straně je roven (-), dostaneme - (x 3x 0) > - (x + ). Porovnáme argumenty x 3x 0 > x +, x x > 0.

Vyřešíme kvadratickou nerovnici, dostaneme (-, -) (6, ). Tento interval porovnáme s počátečními podmínkami, tj. K = (-, -) (6, ). Příklady k procvičení Řešte v R nerovnice: a) + 9 x 3 x > (x + 3) K = (0, ) 3 b) 0, (x + 7) 0, (x ) - K = (, 9, ) pozn. Základ je menší než, musíme obrátit znaménka nerovnosti. c) 0, (x ) 0, (x ) 0 K = (,, ) (x - x 8) d) ( ) 0, +, K =, 6

3. s neznámou v základu aritmu 3.. Řešte v R nerovnici: x (x 3 + ) x + x > Řešení: Stanovíme interval, na kterém mají aritmy smysl. Řešíme nerovnici x + > 0 x > 0, x tj. x (0, ) (, ). x (x 3 + ) x + x >. Nerovnici si přepíšeme do staženého tvaru, kdy první z aritmů si napíšeme jako mocnitel aritmovaného výrazu x + x 3 x (x + ) >. Podle věty ) upravíme výraz x x + (x 3 + ) >. 3 x (x + ) a dostaneme Pravou stranu přepíšeme na aritmus x + (x 3 + ) > x + (x + ), porovnáme argumenty (x 3 + ) > (x + ), x 3 - x x > 0, x ( x x ) > 0 /:x (x > 0). Kořeny této kvadratické rovnice jsou x = 0, x = -, x 3 =, tj. x (-, -) (, ). Tento interval porovnáme s intervalem z podmínky a dostaneme K = (, ). 3.. Řešte v R nerovnici: x + ( x - x - 3 ) < 0 Řešení: Nalezneme interval, pro který má nerovnice smysl. Tj. musí platit pro základ: 7

x - () x + > x - 3 0 x 3 0, tj. x (- 3, 3 ) ( 3, ) (, ), x - () 0 < x + < x - 3 tj. x (-, - 3 ), 0 x - 3 0, zlomek nám stačí uvažovat pouze různý od nuly, protože každé číslo (tedy kromě nuly) na druhou mocninu je kladné. Řešíme nerovnici x + ( x - x - 3 ) < x +, porovnáme argumenty pro () x - ( ) <, x - 3 x 0x + < x x + 9, 3x x 6 > 0. Kvadratickou nerovnici vyřešíme, dostaneme kořeny x = -, x = 3 8, tj. K = ( 3 8, ) (, ). Porovnáme argumenty pro () x - ( ) >, x - 3 x 0x + > x x + 9, 3x x 6 < 0. Vyřešíme, kořeny se oproti předchozí nerovnici neliší, dostaneme druhý výsledek Dohromady K = (-, - 3 ). K = (-, - 3 ) ( 3 8, ) (, ). 8

Příklady k procvičení Řešte v R nerovnice: a) x - (x 3) > x - ( 6x) K = ( 8 7, ) (, ) b) 3x + x > K = (, ) c) x (x + ) > K = (, ) x + 3 d) x ( ) > x - K = (, 3) ( x) x 9

3.3 s neznámou v exponentu 3.3. Rěšte v R nerovnici: 3 x - Řešení: Hledáme intervaly, na kterých je nerovnice řešitelná, tj. x - > 0 (x - ) > 0 Nerovnic vyřešíme, dostaneme x >, tedy po rozšíření x > 3 3 x <, tedy x <. 3 3 Nerovnici tedy řešíme na intervalu K =, -,. Nejprve nerovnici upravíme, a 3 x - 0. Porovnáme mocniny 3 x - 0. Pravou stranu zaritmujeme podle základu 3 3 x - 3, x -. Znovu pravou stranu zaritmujeme, tentokrát podle základu x -, při odaritmování musíme znovu otočit znaménko nerovnost 0

x -, x, x. Výsledek nerovnice tedy je K =, -,. 3.3. Řešte v R nerovnici: 3 ( x + ) + 3 >,. ( x + ) Řešení: Stanovíme podmínky x + > 0 x +. Tato podmínka platí vždy, tj. x R. Počítáme nerovnici, nejprve sjednotíme základy 3 ( x + ) + ( x 3 + ) >. Provedeme substituci y = 3 ( x + ) a dostaneme y + y >, y + y - > 0, y + - y y > 0. Vypočítáme kořeny ve jmenovateli a porovnáme znaménka s čitatelem a získáme interval y (0, ) (, ). Nyní se vrátíme do substituce 3 ( x + ) (0, ) (, ),

nerovnici tedy řešíme nadvakrát 0 < 3 ( x + ) <, < 3 ( x + ), 3 < 3 ( x + ) < 3 3, 3 3 < 3 ( x + ), < ( x + ) < 3, 9 < ( x + ), 0 < x < ( 3 - ), 8 < x. První případ vidíme, že platí pro x na intervalu (-, ( převedeme na mocniny dvou 3 - )), druhý případ 3 < x, 3 < x, x > 3, získáme interval ( 3, ). Výsledek je K = (-, ( 3 - )) ( 3, ). Příklady k procvičení Řešte v R nerovnice: a) (3 x 3 x + ) < 0 K = (-, 0) (, ) 3 b) x + x x 30 K =, c) ( x + 3 -x ) x (x + 6) > K = (3, ) d) x x > K = (0, ) (, )

3. s parametrem 3.. Řešte v R nerovnici s parametrem : a x > 6 x (a ), kde a (0, ). Řešení: Nejprve stanovíme, na jakých intervalech má aritmická nerovnice smysl Řešíme nerovnici ) 0 < x < x > 0 tj. x (0, ), ) x > x > 0 tj. x (, ). a x > 6 x a. Logaritmy převedeme na stejné základy a x > 6 a a a x -. Výraz převedeme na jednu stranu do zlomku a x 6 a a x - 6 + x Provedeme substituci y = a x a x a x + > 0, > 0. y + y - 6 y > 0. Vyřešíme kvadratickou nerovnici, výsledný interval pro čitatele porovnáme s jmenovatelem. Dostaneme y (-3, 0) (, ). Počítáme -3 < a x < 0, < a x, a a -3 < a x < a, a a < a x. Při odaritmování nesmíme zapomenout na podmínku, že a (0, ). a -3 > x >, x < a. Z toho a počátečních podmínek 3

K = (0, a ) (, a -3 ). 3.. Pro které hodnoty reálného parametru a má rovnice x x a = 0 s neznámou x alespoň jeden reálný kořen. Řešení: Nejprve stanovme interval, na kterém má a smysl a (0, ). Kořeny kvadratické rovnice vypočteme vzorcem x, = - b ± což v našem případě je b a - ac, x, = ± 6 + a. Aby alespoň jeden kořen kvadratické rovnice byl reálný, musí být D 0, tím dostáváme nerovnici Vyřešíme 6 + a 0. a -6, a -, a 6. Rovnice x x a = 0 má alespoň jeden reálný kořen právě tehdy, když a, ). 6

Příklady k procvičení Řešte v R nerovnice s parametrem: a) >, kde a > a x K = (, a) b) Určete hodnotu kladného parametru k tak, aby kx rovnice = s neznámou x měla právě (x + ) jeden reálný kořen. k = [pozn. D = 0]

3. s absolutní hodnotou Logaritmické rovnice s absolutní hodnotou počítáme, jak jsme zvyklí. Nejprve si určíme na jakém intervalu je výraz v absolutní hodnotě menší a na jakém větší než nula. Na těchto intervalech pak řešíme aritmickou nerovnici s příslušnými znaménky stejným způsobem jako v předchozích podkapitolách, tj. stanovíme si interval, na kterém je nerovnice řešitelná, a vyřešíme ji. Výsledné intervaly pak sjednotíme. 3.. Řešte v R nerovnice: x + 8 < 3. Řešení: Rozdělíme R na intervaly, tj. počítáme () x + 8 < 0 () x + 8 > 0, řešíme () x + < 0 () x + 0, dostaneme dva intervaly () x (6, ) () x (-, 6. Nyní řešíme zadanou aritmickou nerovnici se znaménky příslušnými danému intervalu () - x < 3 () x + < 3. Obě strany obou rovnic roznásobíme číslem () - x - < 6 () x + < 6, upravíme a pravou stranu rovnic zaritmujeme () - () - x < 0 () x <, x < -0 () x <. 6

Obě strany nerovnic odaritmujeme, protože základ aritmu je menší než jedna, musíme zaměnit znaménka nerovnosti () x (-) > (-0) () x >. ( 0 = 0) x < 0 Dostáváme intervaly K = (6, 0) K = (,6. Výsledek je K = (, 0). 3.. Řešte v R nerovnici: x x - > 0. Řešení: Nejprve si určíme intervaly, na kterých je výraz v absolutní hodnotě menší a větší než nula dostaneme intervaly () x < 0 () x 0, () x (-, ) () x (-, -, ). Na těchto intervalech řešíme nerovnice s příslušnými znaménky. Musíme si uvědomit, že neznámá x se vyskytuje i v základu. Proto musíme na základě této skutečnosti pozměnit intervaly, na kterých budeme nerovnice řešit a sice pro x musí platit 0 < x < nebo x >, dostaneme tedy intervaly () x (0, ) () x (, ). Nyní můžeme řešit nerovnice () x ( x + ) > 0 () x (x ) > 0. Číslo 0 na pravé straně nerovnic nahradíme výrazem x 7

() x ( x + ) > x () x (x - ) > x, obě nerovnice odaritmujeme. V nerovnici () musíme obrátit znaménko nerovnosti, protože x (0, ) () -x + < () x - >, () -x < 0 () x >, () x > (protože x ). Nerovnice () platí vždy, proto výsledné intervaly jsou Dohromady K = (0, ) K = (, ). K = (0, ) (, ). Příklady k procvičení Řešte v R nerovnice: a) x + 3 > K = 0 0, ( 0, ) 0 x - b) < 0 x + K = (-, -) (0, ) (, ) c) x + - x K = 0 0, 0 [pozn. Řešíme již na třech intervalech, neznámá x musí dle podmínky z Kapitoly větší než nula] d) 3 K = x + 3 9 3 -, 3, - 8

Kapitola Procvičení. Řešte v R aritmické rovnice ) (x 3 + 7) - (x + 6x + 9) = 3 3 7 K = {, } ) - x x - 3, = x K = { } 8 3) 3 (x ) = ) x K = {} + + 3 ( x) = K = { 3 } ( x ) + 6 x ) x (3 x + ) = x 6) 8 K = { x = ± } x - x = 0 x - 3 K = {, 6} 7) ( x ) K = {0 } 3 x = 8) x + x =, K = {, } 9

9) x x x = K = { } 0) x x - x - + (x + ) K = {,, } 8 (x + ) = 3 x ) x a = a x K = {a -, a } ) ( 9 - x) = 9 - x K = { 3, 3} 3) m = 36 6 + 0 K = {} - - 3 9 36 ) x x = 0 3 x K = {0 -, 0 3 } 30

. Řešte v R aritmické nerovnice ) x x > K = (0, ) (, ) ) x - ( - x) > x - (+ x) K = (-, 0) ( 3, ) 3) (x + 3) (x + 3) 6 7 K = (-3, ) (, ) ) (6 x + 36 x ) - K = (-, 0) 6, ) ) x x x > - K = (, ) (, ) 6) x + 6 (x x ) K = (-, -7) (-, -, ) x - 7) x (9-3 ) - 3 3 K = 3 0,9, ) 8) 3 - x > - x K = (-, ) (, ) 9) x x + 0,3 > 0 K = (, ) x 0) x - x + 6x < 7 K =(, ) (, ) 3

) x 0,3 x - < 0 - x K = (-, 0) (, ) (, 3) (, ) ) x (x + ) > ( x) x + K = (, ) (8 - x) 3) (8 x) K =, 8) 3x - ) (x 3) (x + ) + (x 3) < - K = (3, 7) 3 3

Literatura [] V. N. Litviněnko, A.G. Mordkovič: Praktikum po rešeniju matematičeskich zadač, Prosveščenie, Moskva, 98 [] P. Benda, B. Daňková, J. Skála: Sbírka maturitních příkladů z matematiky, SPN, Praha, 968 [3] J. Petáková: Matematika - Příprava k maturitě a k přímacím zkouškám na vysoké školy, Prometheus, Praha, 006 [] I. Bušek: Řešené maturitní úlohy z matematiky, Prométheus, Praha, 999 [] O. Odvárko: Sbírka úloh z matematiky pro gymnázia Funkce, Prométheus, Praha, 006 [6] H. J. Bártech: Matematické vzorce, SNTL Nakladatelství technické literatury, Praha, 987 [7] J. Herman, R. Kučera, J. Šimša: Seminář ze středoškolské matematiky, Katedra matematiky Přírodovědecké fakulty, Brno, 00 [8] P. Boucník, J. Herman, P. Krupka, J. Šimša: Odmaturuj z matematiky 3- sbírka řešených příkladů, Didaktik, Brno, 00 [9] J. Kubát : Sbírka úloh z matematiky pro přípravu k maturitní zkoušce a k piíjímacím zkouškám na VŠ, Victoria Publishing, Praha, 993 33