V rámci přípravy k maturitní zkoušce z matematiky byl Petr vyzkoušen a dostal za úkol vyřešit tři jednoduché exponenciální a logaritmické rovnice:
Úkol 1: $7^{2x}=7^x$
Úkol 2: $\log_3 x=0 $
Úkol 3: $7^x=0$
Pozorně se podívejte na jeho řešení.
1) K vyřešení rovnice: $$ 7^{2x}=7^x $$
Nejdříve odstranil shodné základy mocnin: $$ 2x=x $$
Poté vzniklou rovnici vydělil $x$ a dostal: $$ 2=1 $$
Následně prohlásil, že zadaná rovnice nemá řešení.
2) Pro vyřešení rovnice: $$ \log_3 x=0 $$
Použil pravidlo $\log_z x=y \Leftrightarrow x=z^y$ a dostal: $$ \begin{aligned} x&=3^0 \cr x&=1 \end{aligned} $$
3) Petr se podíval na třetí rovnici: $$ 7^x=0 $$ Tvrdil, že nemá řešení. Zdůvodnil to tak, že výraz $7^x$ je pro všechna reálná čísla $x$ kladné.
Udělal Petr ve svém řešení chybu? Pokud ano, určete kde.
Ano. Udělal chybu pouze v úloze 1.
Ano. Udělal chybu pouze v úloze 2.
Ano. Udělal chybu pouze v úloze 3.
Ano. Udělal chybu ve více než jedné úloze
Ne. Neudělal chybu.
Petr udělal chybu v první úloze. Získaná rovnice $2x=x$ je ještě v pořádku. Nemůžeme ji ale dělit výrazem $x$, protože nemáme zaručenou jeho nenulovost. Rovnice $2x=x$ je třeba dořešit následovně. Od obou stran rovnice odečteme $x$ a získáme: $$2x-x=x-x$$ a poté $$x=0$$
což je (jediné) řešení zadané rovnice.