Soustavy logaritmických rovnic

Při řešení soustav logaritmických rovnic musíme nejprve určit podmínky řešitelnosti. Podmínky budeme ověřovat již během výpočtu, jak je ukázáno v následujícím příkladu.

Příklad 8.3
Řešte soustavu rovnic s neznámými x,y \in R:

\log x + \log y = 1

x-y=3

Řešení
  • Výrazy v rovnici jsou definovány za podmínek x>0, ~y>0.
  • Z druhé rovnice x-y=3 vyjádříme neznámou x:
    x=3+y.
  • Do první rovnice \log x + \log y = 1 dosadíme za neznámou x výraz 3+y:
    \log(3+y)+\log y = 1.
  • Z předchozí rovnice vypočteme neznámou y (viz řešení logaritmických rovnic):
    y_1=2, ~y_2=-5.
  • Protože kořen y_2=-5 nesplňuje podmínku y>0, nemůže patřit do řešení soustavy rovnic.
  • Neznánou x získáme z rovnice x=3+y dosazením y=2:
    x=5
  • Množina kořenů soustavy rovnic K=\{[5,2]\}.

Zápis řešení:

Příklad 8.4
Řešte soustavu rovnic s neznámými x,y \in R:

\log_3 x + \log_3 y = 5

\frac{2\log_3 x}{\log_3 y}-\frac{3\log_3 y}{\log_3 x}=1

Řešení
  • Výrazy v rovnici jsou definovány za podmínek x>0, ~y>0, ~x\neq 1, ~y \neq 1.
  • Z první rovnice \log_3 x + \log_3 y = 5 vyjádříme výraz \log_3 x, který v následujícím kroku snadno dosadíme do druhé rovnice:
    \log_3 x = 5 - \log_3 y.
  • Do druhé rovnice dosadíme za výraz \log_3 x výraz (5 - \log_3 y):
    \frac{2(5 - \log_3 y)}{\log_3 y}-\frac{3\log_3 y}{5 - \log_3 y}=1.
  • Z předchozí rovnice vypočteme neznámou y (viz řešení logaritmických rovnic):
    y=9.
  • Neznámou x získáme z rovnice \log_3 x = 5 - \log_3 y dosazením y=9 (řešení logaritmické rovnice):
    x=27
  • Množina kořenů soustavy rovnic K=\{[27,9]\}.

Zápis řešení: