۲۰ امتحان نهایی / نمونه سؤال ریاضی / لگاریتم
۱۲ تمرین با کنترل جواب

۱۲ نمونه سؤال معادلهٔ لگاریتمی؛
شرط دامنه را قبل از حل بنویس

هر معادله را در سه خط حل کن: شرط‌های تعریف، تبدیل جبری و آزمون جواب در عبارت اصلی. جواب عددی بدون کنترل دامنه کامل نیست.

logₐx

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

  1. آرگومان همهٔ لگاریتم‌ها را مثبت قرار دادم.
  2. پایه را مثبت و نابرابر با یک کنترل کردم.
  3. قاعدهٔ ضرب و تقسیم را درست به کار بردم.
  4. همهٔ جواب‌های جبری را در شرط‌ها آزمودم.
  5. جواب نهایی را در عبارت اصلی جای‌گذاری کردم.