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一试训练题
F3填空题函数综合
两个实数分别满足 3x+2x=7 与 log3((y−2)2)+y=9。求 2x+y,并注意第二个等式的全部合法分支。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:9
解析
思路
把对数方程换元成与指数方程同型,用单调性得到两个变量的关系,并排除 y<2 的分支。
解答
第一式:φ(u)=3u+2u 严格递增,φ(x)=7。第二式要求 y=2,且 log3(y−2)2=2log3∣y−2∣。若 y>2,令 y−2=3u,方程化为 2u+3u+2−9=0,即 φ(u)=7=φ(x),所以 u=x,y=2+3x=2+(7−2x)=9−2x。若 y<2,令 2−y=3u,方程化为 2u+2−3u−9=0,即 2u−3u=7;但 ψ(u)=2u−3u 的最大值在 3uln3=2 处,此时 ψ=2u−ln32,而 u=log3ln32<1,所以 ψ<2<7,无解。因此 2x+y=9。
复核
y<2 分支无解要单独证明,不能默认 y>2。数值上 x≈1.334,y≈6.331。
方法总结
指数方程与对数方程互为"反函数型"时,换元化为同一单调函数;带平方的对数要考虑两个符号分支。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
把对数方程换元成与指数方程同型,用单调性得到两个变量的关系,并排除 y<2 的分支。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用严格单调比较或还原、对数的底数和真数限制
专题卡:函数套函数:函数值相同时,用严格单调去掉外层、方程左右对称:根成对出现,中心上的根单独算