К содержанию

≈ 5 мин10–11 класс · ЕГЭ

Рационализация в показательных и логарифмических неравенствах

Как заменить разность степеней или логарифмов простым множителем с тем же знаком.

Где встречается:
  • ЕГЭ профиль №15
  • Неравенства с переменным основанием

Метод рационализации (замены множителей) основан на простом наблюдении: знак выражения $\log_a f - \log_a g$ совпадает со знаком $(a - 1)(f - g)$. Значит, сложный множитель можно заменить простым — на ОДЗ знак не изменится.

Таблица замен (на ОДЗ)

МножительЗаменяем на
$\log_a f - \log_a g$$(a - 1)(f - g)$
$\log_a f$$(a - 1)(f - 1)$
$a^f - a^g$$(a - 1)(f - g)$
$|f| - |g|$$(f - g)(f + g)$
$\sqrt{f} - \sqrt{g}$$f - g$

Основание $a$ может зависеть от $x$ — в этом и сила метода: не нужно разбирать случаи $a \gt 1$ и $0 \lt a \lt 1$.

  1. Выпишите ОДЗ: аргументы логарифмов положительны, основания положительны и не равны 1.
  2. Приведите неравенство к виду «произведение/частное $\vee 0$», где множители — разности из таблицы.
  3. Замените каждый множитель по таблице и решите методом интервалов.
  4. Пересеките с ОДЗ.

Пример.

Решите $\log_{x}(2x - 1) \ge 1$.

Решение. ОДЗ: $x \gt 0$, $x \ne 1$, $2x - 1 \gt 0$, то есть $x \gt \frac{1}{2}$, $x \ne 1$.

$\log_x(2x - 1) - \log_x x \ge 0$ → $(x - 1)(2x - 1 - x) \ge 0$ → $(x - 1)^2 \ge 0$ — верно при всех $x$.

С учётом ОДЗ: $x \in \left(\frac{1}{2};\ 1\right) \cup (1;\ +\infty)$. Проверка точкой $x = 0{,}75$: $\log_{0{,}75} 0{,}5 \approx 2{,}4 \ge 1$ — верно.

Ответ: $\left(\frac{1}{2};\ 1\right) \cup (1;\ +\infty)$.

Важно. Замена верна только на ОДЗ. Если забыть ОДЗ, в ответ попадут точки, где логарифм не существует.

Проверь себя

  1. На что заменить множитель $3^x - 9$?
    Показать ответ

    $3^x - 3^2 \to (3 - 1)(x - 2)$, то есть на $(x - 2)$.

  2. На что заменить множитель $\log_{0{,}5}(x + 2)$?
    Показать ответ

    $(0{,}5 - 1)(x + 2 - 1) = -0{,}5(x + 1)$, по знаку — на $-(x + 1)$.

  3. Решите $\dfrac{2^x - 4}{x - 3} \le 0$.
    Показать ответ

    $\dfrac{x - 2}{x - 3} \le 0$: $[2;\ 3)$.

Потренировать в банке

Все навыки