Монотонность логарифма в неравенствах
Монотонность логарифма показывает, сохраняется или меняется знак неравенства при сравнении логарифмов. При основании больше 1 знак сохраняется, а при основании от 0 до 1 меняется на противоположный.
Правило сравнения
Перед применением правила находят область определения логарифмического неравенства: \(f(x)>0\) и \(g(x)>0\). При решении логарифмических неравенств это правило позволяет перейти от логарифмов к сравнению их аргументов.
Решим неравенство \(\log_{\frac13}(2x-1)>\log_{\frac13}5\). Основание \(\frac13\) лежит между 0 и 1, поэтому знак меняется: \(2x-1<5\). Одновременно учитываем область определения: \(2x-1>0\). Получаем \(\frac12<x<3\).
Знак меняется не из-за самого логарифма, а из-за убывания функции при \(0<a<1\). Если основания разные, сначала нельзя просто сравнивать аргументы: может потребоваться замена переменной или другое преобразование.
Какой знак получится после сравнения в неравенстве \(\log_{0,2}f(x)\le\log_{0,2}g(x)\)?
Главное
- При \(a>1\) логарифм возрастает, поэтому знак неравенства сохраняется.
- При \(0<a<1\) логарифм убывает, поэтому знак меняется.
- Всегда проверяйте область определения: аргументы логарифмов должны быть положительными.