Представьте, что вы решаете уравнение и уверены, что всё верно, — но проверяющий говорит: «Не подходит». Почему? Часто проблема кроется в том, что вы не учли ограничения на основание логарифма. Логарифмические уравнения с основанием x — одна из таких тем, где малейшая ошибка с условиями может стоить баллов. В этом разборе мы разложим по полочкам, как не попасть в эту ловушку и грамотно решать задания ЕГЭ 2026.
Что представляет собой задание 6: логарифмические уравнения с основанием x
Задание проверяет умение работать с логарифмами, в том числе корректно учитывать ограничения на основание и аргумент логарифма. Форматы могут быть разными: от простых уравнений с одним логарифмом до более сложных конструкций с несколькими логарифмическими выражениями и параметрами.
Ключевые моменты, на которые нужно обратить внимание:
- Основание логарифма должно быть положительным и не равным единице (x > 0, x ≠ 1).
- Аргумент логарифма должен быть положительным.
- Необходимо проверить, удовлетворяет ли полученный корень этим условиям.
За верное решение обычно можно получить 1–2 балла, в зависимости от конкретной формулировки задания и степени детализации обоснования. Критерии оценивания включают правильность выполнения каждого этапа решения, корректность учёта ограничений и полноту обоснования.
Типы логарифмических уравнений с основанием x
Простые уравнения с одним логарифмом
Пример 1. Решим уравнение: $ \logx(x^2 - 3x + 2) = 1 $
Алгоритм решения:
- Учитываем ограничения на основание и аргумент: $x > 0$, $x ≠ 1$; $x^2 - 3x + 2 > 0$.
- Решаем неравенства для определения допустимых значений $x$:
- $x^2 - 3x + 2 > 0$; раскладываем на множители: $(x - 1)(x - 2) > 0$; решением является объединение промежутков $x < 1$ и $x > 2$.
- С учётом $x > 0$ и $x ≠ 1$ получаем допустимые промежутки: $(0; 1) ∪ (2; +∞)$.
- Переходим к уравнению без логарифмов, используя определение логарифма:
$ x^2 - 3x + 2 = x^1 \Rightarrow x^2 - 4x + 2 = 0. $
- Решаем квадратное уравнение:
$ x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 8}}{2} = \frac{4 \pm \sqrt{8}}{2} = 2 \pm \sqrt{2}. $
- Проверяем, попадают ли корни в допустимые промежутки:
- $2 + \sqrt{2} > 2$ — подходит.
- $2 - \sqrt{2} ≈ 0,586$ — попадает в $(0; 1)$ и подходит.
Проверь себя. Какое из значений $x$ НЕ является решением уравнения $\logx(x^2 - 3x + 2) = 1$?
- $x = 2 + \sqrt{2}$
- $x = 2 - \sqrt{2}$
- $x = 1$
Ответ: $x = 1$, так как оно не удовлетворяет условию $x ≠ 1$.
Пример 2. Решим уравнение: $ \logx(2x - 1) = 2 $
Алгоритм решения:
- Условия: $x > 0$, $x ≠ 1$; $2x - 1 > 0 ⇒ x > \frac{1}{2}$. Итоговый промежуток допустимых значений: $(0; 1) ∪ (1; +∞)$ с учётом $x > \frac{1}{2}$: $(0,5; 1) ∪ (1; +∞)$.
- По определению логарифма: $2x - 1 = x^2$.
- Решаем квадратное уравнение: $x^2 - 2x + 1 = 0 ⇒ (x - 1)^2 = 0 ⇒ x = 1$.
- Проверяем ограничение: $x = 1$ не подходит, так как основание не может быть равным 1.
Вывод: решений нет.
Проверь себя. Почему в уравнении $\logx(2x - 1) = 2$ нет решений?
- Потому что квадратное уравнение не имеет корней.
- Потому что полученный корень не удовлетворяет условию $x ≠ 1$.
- Потому что условие $2x - 1 > 0$ не выполнимо.
Ответ: «Потому что полученный корень не удовлетворяет условию $x ≠ 1$».
Уравнения с несколькими логарифмами и основанием x
Пример 3. Решим уравнение: $ \logx(x^2 + 4x + 3) - \logx(x + 1) = 1 $
Алгоритм решения:
- Условия: $x > 0$, $x ≠ 1$; $x^2 + 4x + 3 > 0$ и $x + 1 > 0$.
- Решаем неравенства:
- $x^2 + 4x + 3 > 0$; корни: $x = -1$, $x = -3$; решение: $x < -3$ или $x > -1$.
- $x + 1 > 0 ⇒ x > -1$.
- С учётом $x > 0$ и $x ≠ 1$ получаем промежуток допустимых значений: $(0; 1) ∪ (1; +∞)$.
- Используем свойство логарифмов: $\logx(a) - \logx(b) = \logx\left(\frac{a}{b}\right)$:
$ \logx\left(\frac{x^2 + 4x + 3}{x + 1}\right) = 1. $
- Упрощаем выражение: $\frac{x^2 + 4x + 3}{x + 1} = \frac{(x + 1)(x + 3)}{x + 1} = x + 3$.
- Получаем: $\logx(x + 3) = 1$. По определению логарифма: $x + 3 = x^1 ⇒ x + 3 = x ⇒ 3 = 0$. Получили противоречие.
- Делаем вывод: решений нет.
Проверь себя. Сколько решений имеет уравнение $\logx(x^2 + 4x + 3) - \logx(x + 1) = 1$?
- Одно.
- Два.
- Ни одного.
Ответ: «Ни одного», так как в результате преобразований получено противоречие.
Уравнения с параметром
Пример 4. Решим уравнение: $ \logx(x^2 + ax + a) = 2 $
Алгоритм решения:
- Условия: $x > 0$, $x ≠ 1$; $x^2 + ax + a > 0$.
- По определению логарифма: $x^2 + ax + a = x^2 ⇒ ax + a = 0 ⇒ a(x + 1) = 0$.
- Рассматриваем случаи:
- Если $a = 0$, то уравнение принимает вид $\logx(x^2) = 2$. Получаем: $x^2 = x^2$, верно для всех $x$ из допустимой области. Однако необходимо проверить, удовлетворяют ли значения условиям: $x > 0$, $x ≠ 1$. Таким образом, при $a = 0$ решений бесконечно много (все $x ∈ (0; 1) ∪ (1; +∞)$).
- Если $a ≠ 0$, то $x + 1 = 0 ⇒ x = -1$. Но $x = -1$ не удовлетворяет условию $x > 0$. Следовательно, решений нет.
Проверь себя. При каком значении параметра $a$ уравнение $\logx(x^2 + ax + a) = 2$ имеет бесконечно много решений?
- $a = 0$
- $a = 1$
- $a = -1$
Ответ: $a = 0$. При этом значении уравнение превращается в тождество, верное для всех допустимых $x$.
Универсальный алгоритм решения логарифмических уравнений с основанием x
- Запишите условия, при которых логарифм имеет смысл: $x > 0$, $x ≠ 1$, а также аргумент логарифма должен быть положительным.
- Решите неравенства для определения допустимых значений $x$: найдите промежутки, в которых выполняются все условия.
- Преобразуйте уравнение, используя свойства логарифмов: приведите к виду без логарифмов или упростите выражение.
- Решите полученное уравнение: примените необходимые математические методы (решение линейных или квадратных уравнений, разложение на множители и т. д.).
- Проверьте корни на соответствие допустимым значениям: исключите корни, не удовлетворяющие условиям из п. 1.
- Запишите ответ: укажите только те корни, которые соответствуют всем условиям.
Типичные ошибки при решении логарифмических уравнений с основанием x
- ❌ Игнорирование условия $x ≠ 1$: многие ученики забывают, что основание логарифма не может быть равно 1, и включают $x = 1$ в ответ.
- ❌ Не учёт области допустимых значений аргумента: условие положительности аргумента логарифма часто упускается, что приводит к ошибкам.
- ❌ Неправильная проверка корней: даже если уравнение решено верно, корни нужно обязательно проверить на соответствие условиям, чтобы исключить посторонние решения.
- ❌ Спешка при преобразовании: упрощение выражений может привести к потере информации об ограничениях, поэтому важно не только получить ответ, но и убедиться, что все условия учтены.
Помните: даже если вы мастерски владеете свойствами логарифмов, пропуск одного условия может лишить вас баллов. Уделите время проверке каждого этапа решения, и успех будет гарантирован.
🎓 Репетиторство EasyKnow Хочешь разобраться в теме быстро и без скучных объяснений? Занимайся с преподавателем EasyKnow — индивидуально и по твоему темпу. Записаться на пробный урок →