משוואות עם ln – x = e בחזקת a, הצבה וחוקי הלאנים

משוואות עם ln מופיעות בכל חקירת ln: בחיתוך עם ציר x, בנקודות קיצון ובתחום ההגדרה. בעמוד כל השיטות מהקורס עם 12 דוגמאות פתורות: הנוסחה ln x = a ⇒ x = ea, הצבה ln x = t, חוקי הלאנים ו־ln A = ln B, ובדיקת תחום.

רוצים לראות סרטונים בנושא? היכנסו לקורס חקירת פונקציית ln המלא – שיעורים מוקלטים, דפי הסבר ותרגילים פתורים לבגרות 472.

בעמוד הזה:

  1. הנוסחה ln x = a ⇒ x = ea
  2. ln לבד
  3. שיטת ההצבה ln x = t
  4. חוקי הלאנים ו־ln = ln
  5. משוואה שמשלבת הכול
  6. בדיקת תחום ההגדרה
  7. טעויות נפוצות

משוואות עם ln

ln x = a ⇒ x = ea

ln A = ln B ⇒ A = B

קודם משאירים את ה־ln לבד. יש (ln x)² וגם ln x? מציבים ln x = t. בסוף בודקים שבתוך כל ln יוצא חיובי.

הנוסחה הבסיסית: ln x = a ⇒ x = ea

כדי "להתפטר" מה־ln: רושמים את מה שבתוך ה־ln, ומתחת ל־a שמים e – כלומר e בחזקת a. אותו רעיון כשבפנים יש ביטוי: ln(□) = a ⇒ □ = ea. ושני ערכים לזכור: ln 1 = 0 , ln e = 1.

דוגמאות: ln לבד

פתרו: ln x = 3

פתרון שלב אחר שלב

לפי הנוסחה: רושמים x, ומתחת ל־3 שמים e.

x = e³

תשובה: x = e³

פתרו: 4ln x − 2 = 0

פתרון שלב אחר שלב

מעבירים אגפים כדי להשאיר את ה־ln לבד:

4ln x = 2

מחלקים ב־4, ונצמצם ב־2:

ln x = 24 = 12

לפי הנוסחה:

x = e12 = √e

תשובה: x = √e

פתרו: ln(x − 4) = 1

פתרון שלב אחר שלב

אותה נוסחה – במקום x כתוב x − 4:

x − 4 = e1

מעבירים אגפים:

x = e + 4

תשובה: x = e + 4

שיטת ההצבה ln x = t

כשבמשוואה יש (ln x)² וגם ln x: מציבים ln x = t, פותרים משוואה ריבועית ב־t, חוזרים להצבה ומוצאים x = et לכל פתרון.

פתרו: (ln x)² − 2ln x = 0

פתרון שלב אחר שלב

הצבה ln x = t:

t² − 2t = 0

t(t − 2) = 0

t = 0 , t = 2

חוזרים להצבה:

ln x = 0 ⇒ x = e0 = 1

ln x = 2 ⇒ x = e²

תשובה: x = 1 , x = e²

פתרו: (ln x)² − 4ln x + 3 = 0

פתרון שלב אחר שלב

הצבה ln x = t:

t² − 4t + 3 = 0

(t − 1)(t − 3) = 0

t = 1 , t = 3

חוזרים להצבה:

x = e1 = e , x = e³

תשובה: x = e , x = e³

חוקי הלאנים ו־ln = ln

החוקים מופיעים בדף הנוסחאות עם log – פשוט במקום log רושמים ln (עוד עליהם בעמוד חוקי לוגריתמים):

ln(b·c) = ln b + ln c

ln bc = ln b − ln c

ln ab = b·ln a

פתרו: ln x + ln 3 = ln(x²)

פתרון שלב אחר שלב

חיבור של לאנים הופך לכפל:

ln(3x) = ln(x²)

ln בשני האגפים – מבטלים:

3x = x²

0 = x² − 3x

x(x − 3) = 0

x = 0 , x = 3

בתוך ln x חייב להיות x > 0, לכן x = 0 נפסל.

תשובה: x = 3

פתרו: ln x − ln 5 = ln 7

פתרון שלב אחר שלב

חיסור של לאנים הופך לחילוק:

ln x5 = ln 7

מבטלים ln:

x5 = 71

כפל בהצלבה:

x = 7·5 = 35

תשובה: x = 35

פתרו: ln x + ln(x − 2) = ln 3

פתרון שלב אחר שלב

תחום הגדרה: x > 0 וגם x − 2 > 0 ← x > 2. חיבור לאנים ← כפל:

ln(x(x − 2)) = ln 3

x(x − 2) = 3

x² − 2x − 3 = 0

(x − 3)(x + 1) = 0

x = 3 – בתחום. x = −1 – לא בתחום, נפסל.

תשובה: x = 3

פתרו: ln(x + 3) − ln x = ln 4

פתרון שלב אחר שלב

תחום: x + 3 > 0 וגם x > 0 ← x > 0. חיסור ← חילוק:

ln x + 3x = ln 4

x + 3x = 41

כפל בהצלבה:

x + 3 = 4x

3 = 3x

x = 1

תשובה: x = 1 (בתחום)

משוואה שמשלבת את כל החוקים והצבה

מצאו את x: (ln x)² + ln xe = 3 + ln(e²·x²)

פתרון שלב אחר שלב

פותחים: חילוק – חיסור לאנים; כפל – חיבור לאנים:

(ln x)² + ln x − ln e

= 3 + ln e² + ln x²

שימו לב: (ln x)² – כל ה־ln בריבוע; ln x² – רק ה־x בריבוע. ln e = 1, ולפי חוק החזקה מורידים את ה־2:

(ln x)² + ln x − 1

= 3 + 2ln e + 2ln x

מציבים ln x = t (ו־2ln e = 2):

t² + t − 1 = 3 + 2 + 2t

t² − t − 6 = 0

(t − 3)(t + 2) = 0

t = 3 , t = −2

חוזרים להצבה:

x = e³ , x = e−2 = 1e²

תשובה: x = e³ , x = 1e²

בדיקת תחום ההגדרה

פתרו: ln(−x² + 4x − 3) − ln 0.75 = 0 (בגרות קיץ 2021 מועד מיוחד).

פתרון שלב אחר שלב

תחום: −x² + 4x − 3 > 0 ← 1 < x < 3 (ראו תחום הגדרה של פונקציית ln). בשאלה נתון 0.75, כלומר 34. מעבירים אגפים:

ln(−x² + 4x − 3) = ln 34

−x² + 4x − 3 = 34

כופלים ב־(−4) ומעבירים אגפים:

4x² − 16x + 12 = −3

4x² − 16x + 15 = 0

נוסחת השורשים (או במחשבון):

x = 32 , x = 52

שני הפתרונות בין 1 ל־3 – בתחום.

תשובה: x = 32 , x = 52

טעויות נפוצות

  • לבלבל בין (ln x)² ל־ln x²: ln x² = 2ln x, אבל (ln x)² נשאר ומציבים t.
  • לכתוב ln(x + y) = ln x + ln y – אין חוק לסכום.
  • לא לבדוק תחום הגדרה בסוף – פתרון שנותן שלילי בתוך ln נפסל.
  • לשכוח לחזור מ־t ל־x.

שאלות נפוצות

איך פותרים משוואה עם ln?

משאירים את ה־ln לבד ומשתמשים ב־ln x = a ⇒ x = ea. אם יש ln בשני האגפים – מאחדים לפי חוקי הלאנים ומבטלים: ln A = ln B ⇒ A = B.

מתי מציבים t במשוואה עם ln?

כשיש (ln x)² וגם ln x. מציבים ln x = t, פותרים משוואה ריבועית וחוזרים: x = et.

למה צריך לבדוק תחום הגדרה אחרי משוואה עם ln?

כי אחרי ביטול ה־ln עלול לצאת פתרון שבו מה שבתוך ה־ln שלילי או 0 – פתרון כזה נפסל.

רוצים לראות סרטונים בנושא? היכנסו לקורס חקירת פונקציית ln המלא – שיעורים מוקלטים, דפי הסבר ותרגילים פתורים לבגרות 472.

עוד באתר

→ הקודם: תחום הגדרה של פונקציית ln  |  הבא: נגזרת של ln ←

ערוץ היוטיוב🔔 הרשמה לערוץ
האתר שומר שבת ואינו פעיל בשבת ובחגים
האתר משתמש בעוגיות.
בחירת עוגיות