אי-שוויונות מעריכיים

פונקציות מעריכיות

אי-שוויונות מעריכיים

📐 מהו אי-שוויון מעריכי?

אי-שוויון מעריכי הוא אי-שוויון שבו הנעלם נמצא במעריך

דוגמאות:

  • \(2^x > 8\)
  • \(3^{x-1} \leq 27\)
  • \(\left(\frac{1}{2}\right)^x < 4\)

⚠️ הכלל החשוב ביותר!

a > 1

הפונקציה עולה

כיוון אי-השוויון נשמר!

\(a^m > a^n \Rightarrow m > n\)

0 < a < 1

הפונקציה יורדת

כיוון אי-השוויון מתהפך!

\(a^m > a^n \Rightarrow m < n\)

💡 איך לזכור?

פונקציה עולה → אותו כיוון

פונקציה יורדת → כיוון הפוך (כמו כפל במספר שלילי!)

📝 סוג 1: בסיס גדול מ-1 (a > 1)

✏️ דוגמה 1: פתור \(2^x > 8\)

פתרון:

\(2^x > 2^3\)

הבסיס 2 > 1 → הכיוון נשמר:

\(x > 3\)

✏️ דוגמה 2: פתור \(3^{2x-1} \leq 27\)

פתרון:

\(3^{2x-1} \leq 3^3\)

הבסיס 3 > 1 → הכיוון נשמר:

\(2x - 1 \leq 3\)

\(2x \leq 4\)

\(x \leq 2\)

✏️ דוגמה 3: פתור \(5^{x+2} > 5^{3x-4}\)

פתרון:

הבסיס 5 > 1 → הכיוון נשמר:

\(x + 2 > 3x - 4\)

\(6 > 2x\)

\(x < 3\)

📝 סוג 2: בסיס קטן מ-1 (0 < a < 1)

⚠️ הכיוון מתהפך!

✏️ דוגמה 1: פתור \(\left(\frac{1}{2}\right)^x < 4\)

פתרון:

נכתוב 4 כחזקה של ½:

\(4 = 2^2 = \left(\frac{1}{2}\right)^{-2}\)

\(\left(\frac{1}{2}\right)^x < \left(\frac{1}{2}\right)^{-2}\)

הבסיס ½ < 1 → הכיוון מתהפך:

\(x > -2\)

✏️ דוגמה 2: פתור \(\left(\frac{1}{3}\right)^{x-1} \geq 9\)

פתרון:

\(9 = 3^2 = \left(\frac{1}{3}\right)^{-2}\)

\(\left(\frac{1}{3}\right)^{x-1} \geq \left(\frac{1}{3}\right)^{-2}\)

הבסיס ⅓ < 1 → הכיוון מתהפך:

\(x - 1 \leq -2\)

\(x \leq -1\)

✏️ דוגמה 3: פתור \(0.5^{2x} > 0.5^{x+3}\)

פתרון:

הבסיס 0.5 < 1 → הכיוון מתהפך:

\(2x < x + 3\)

\(x < 3\)

📝 סוג 3: הצבה (אי-שוויון ריבועי סמוי)

✏️ דוגמה: פתור \(4^x - 5 \cdot 2^x + 4 \leq 0\)

פתרון:

נציב \(t = 2^x\) (t > 0):

\(t^2 - 5t + 4 \leq 0\)

\((t-1)(t-4) \leq 0\)

פתרון: \(1 \leq t \leq 4\)

חזרה ל-x:

\(2^0 \leq 2^x \leq 2^2\)

\(0 \leq x \leq 2\)

✏️ דוגמה: פתור \(9^x - 10 \cdot 3^x + 9 > 0\)

פתרון:

נציב \(t = 3^x\) (t > 0):

\(t^2 - 10t + 9 > 0\)

\((t-1)(t-9) > 0\)

פתרון: \(t < 1\) או \(t > 9\)

חזרה ל-x:

\(3^x < 3^0\)\(x < 0\)

\(3^x > 3^2\)\(x > 2\)

תשובה: \(x < 0\) או \(x > 2\)

📋 טבלת סיכום

בסיס אי-שוויון תוצאה
a > 1 \(a^{f(x)} > a^{g(x)}\) \(f(x) > g(x)\)
\(a^{f(x)} < a^{g(x)}\) \(f(x) < g(x)\)
0 < a < 1 \(a^{f(x)} > a^{g(x)}\) \(f(x) < g(x)\) ⚠️
\(a^{f(x)} < a^{g(x)}\) \(f(x) > g(x)\) ⚠️

💡 טיפים למבחן

1. תמיד בדקו את הבסיס!

2. a > 1 → אותו כיוון

3. 0 < a < 1 → כיוון הפוך!

4. הצבה: t > 0 תמיד!

📝 סיכום

a > 1 (עולה) → כיוון נשמר

0 < a < 1 (יורדת) → כיוון מתהפך!

בהצבה: לא לשכוח t > 0