روش اجرای آزمونک
قبل از استفاده از قواعد، آرگومان هر لگاریتم را مثبت قرار بده و معتبر بودن پایه را در نظر بگیر. راهبردها در راهنمای معادلهٔ لگاریتمی توضیح داده شدهاند.
بخش اول؛ یک لگاریتم و پایهٔ مشترک
سؤال ۱
log₂(x)=5 را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرط x>0 است. از تعریف لگاریتم x=2⁵؛ پس x=32 و شرط برقرار است.
سؤال ۲
log₃(x−1)=2 را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرط x−1>0 یعنی x>1. سپس x−1=3²=9 و x=10.
سؤال ۳
log₅(2x+1)=log₅(7) را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرط 2x+1>0 است. چون پایهها برابر و معتبرند، 2x+1=7؛ پس x=3 و شرط را دارد.
سؤال ۴
log₂(x+3)=3 را حل کن و جواب را کنترل کن.
پاسخ تشریحی
شرط x>−3. از x+3=8 نتیجه میشود x=5. در عبارت اصلی log₂8=3، پس جواب معتبر است.
بخش دوم؛ جمع و تفاضل لگاریتمها
سؤال ۵
log₂x+log₂(x−2)=3 را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرطها x>0 و x−2>0، پس x>2. ترکیب: log₂[x(x−2)]=3، بنابراین x²−2x=8 و (x−4)(x+2)=0. فقط x=4 در دامنه است.
سؤال ۶
log₃(x+2)−log₃(x)=1 را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرط x>0. داریم log₃[(x+2)/x]=1؛ پس (x+2)/x=3 و 2=2x، بنابراین x=1.
سؤال ۷
log₁₀(x−1)+log₁₀(x+1)=log₁₀(8) را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرط مشترک x>1. پس (x−1)(x+1)=8 و x²=9؛ جوابهای جبری ±3 هستند، اما فقط x=3 شرط را دارد.
سؤال ۸
چرا در log₂(x−4)=log₂(4−x) هیچ جواب حقیقی وجود ندارد؟
پاسخ تشریحی
برای عبارت اول باید x>4 و برای دومی باید x<4 باشد. اشتراک دو شرط تهی است؛ بنابراین معادله پیش از هر تبدیل جبری بدون جواب است.
بخش سوم؛ تبدیل و تحلیل خطا
سؤال ۹
اگر log₂x=3، مقدار log₄x را بیاب.
پاسخ تشریحی
x=8. همچنین log₄8=log₂8/log₂4=3/2؛ پس پاسخ ۳/۲ است.
سؤال ۱۰
2log₃x=4 را حل کن.
پاسخ تشریحی
شرط x>0. با تقسیم بر 2، log₃x=2 و در نتیجه x=9. میتوان نوشت log₃(x²)=4، اما شرط اولیه همچنان x>0 است.
سؤال ۱۱
logₓ(16)=4 را حل کن.
پاسخ تشریحی
برای پایه باید x>0 و x≠1. از x⁴=16 جوابهای جبری ±2 به دست میآیند، اما پایه منفی مجاز نیست؛ پس فقط x=2.
سؤال ۱۲
دانشآموز مینویسد log₂(x+1)+log₂(x−1)=log₂(2x). خطا را توضیح بده.
پاسخ تشریحی
قاعدهٔ جمع لگاریتمها حاصلضرب آرگومانهاست: عبارت درست log₂[(x+1)(x−1)] است، نه لگاریتم مجموع آرگومانها. دامنه نیز x>1 است.
چکلیست خودتصحیح
- آرگومان همهٔ لگاریتمها را مثبت قرار دادم.
- پایه را مثبت و نابرابر با یک کنترل کردم.
- قاعدهٔ ضرب و تقسیم را درست به کار بردم.
- همهٔ جوابهای جبری را در شرطها آزمودم.
- جواب نهایی را در عبارت اصلی جایگذاری کردم.