Я вижу несколько заданий с логарифмами. Для успешного решения этих уравнений, нам потребуется уверенное знание свойств логарифмов и умение решать квадратные уравнения.
044.5.
a) log2 (x² + 7x - 5) = log2 (4x - 1)
Поскольку логарифмы равны, аргументы тоже должны быть равны:
$$x^2 + 7x - 5 = 4x - 1$$
Перенесем все в левую часть:
$$x^2 + 3x - 4 = 0$$
Решим квадратное уравнение через дискриминант:
$$D = 3^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4) = 9 + 16 = 25$$
$$x_1 = \frac{-3 + \sqrt{25}}{2} = \frac{-3 + 5}{2} = 1$$
$$x_2 = \frac{-3 - \sqrt{25}}{2} = \frac{-3 - 5}{2} = -4$$
Проверим корни, подставив в исходное уравнение.
При x=1:
log2(1 + 7 - 5) = log2(3) и log2(4 - 1) = log2(3).
При x=-4:
log2(16 - 28 - 5) = log2(-17) и log2(-16 - 1) = log2(-17). Логарифм от отрицательного числа не существует.
Ответ: x = 1
б) logo,3 (-x² + 5x +7) = log0,3 (10x – 7)
Приравниваем аргументы:
$$-x^2 + 5x + 7 = 10x - 7$$
$$x^2 + 5x - 14 = 0$$
$$D = 5^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-14) = 25 + 56 = 81$$
$$x_1 = \frac{-5 + \sqrt{81}}{2} = \frac{-5 + 9}{2} = 2$$
$$x_2 = \frac{-5 - \sqrt{81}}{2} = \frac{-5 - 9}{2} = -7$$
Проверим корни, подставив в исходное уравнение.
При x=2:
log0.3(-4+10+7) = log0.3(13) и log0.3(20-7) = log0.3(13).
При x=-7:
log0.3(-49-35+7) = log0.3(-77) и log0.3(-70-7) = log0.3(-77). Логарифм от отрицательного числа не существует.
Ответ: x = 2
в) log2 (x² + x - 1) = log2 (-x + 7)
Приравниваем аргументы:
$$x^2 + x - 1 = -x + 7$$
$$x^2 + 2x - 8 = 0$$
$$D = 2^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-8) = 4 + 32 = 36$$
$$x_1 = \frac{-2 + \sqrt{36}}{2} = \frac{-2 + 6}{2} = 2$$
$$x_2 = \frac{-2 - \sqrt{36}}{2} = \frac{-2 - 6}{2} = -4$$
Проверим корни, подставив в исходное уравнение.
При x=2:
log2(4 + 2 - 1) = log2(5) и log2(-2 + 7) = log2(5).
При x=-4:
log2(16 - 4 - 1) = log2(11) и log2(4 + 7) = log2(11).
Ответ: x = 2, -4
г) logo,2 (-x² + 4x + 5) = log0,2 (-x - 31)
Приравниваем аргументы:
$$-x^2 + 4x + 5 = -x - 31$$
$$x^2 - 5x - 36 = 0$$
$$D = (-5)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-36) = 25 + 144 = 169$$
$$x_1 = \frac{5 + \sqrt{169}}{2} = \frac{5 + 13}{2} = 9$$
$$x_2 = \frac{5 - \sqrt{169}}{2} = \frac{5 - 13}{2} = -4$$
Проверим корни, подставив в исходное уравнение.
При x=9:
log0.2(-81 + 36 + 5) = log0.2(-40) и log0.2(-9-31) = log0.2(-40). Логарифм от отрицательного числа не существует.
При x=-4:
log0.2(-16 - 16 + 5) = log0.2(-27) и log0.2(4 - 31) = log0.2(-27). Логарифм от отрицательного числа не существует.
Ответ: Решений нет
044.6. a) log₂² x - 4log₂ x + 3 = 0
Пусть $$y = log_2 x$$, тогда уравнение примет вид:
$$y^2 - 4y + 3 = 0$$
$$D = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 3 = 16 - 12 = 4$$
$$y_1 = \frac{4 + \sqrt{4}}{2} = \frac{4 + 2}{2} = 3$$
$$y_2 = \frac{4 - \sqrt{4}}{2} = \frac{4 - 2}{2} = 1$$
Вернемся к замене:
$$log_2 x = 3 \Rightarrow x = 2^3 = 8$$
$$log_2 x = 1 \Rightarrow x = 2^1 = 2$$
Ответ: x = 8, 2
б) log₄² x - log₄ x - 2 = 0
Пусть $$y = log_4 x$$, тогда уравнение примет вид:
$$y^2 - y - 2 = 0$$
$$D = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9$$
$$y_1 = \frac{1 + \sqrt{9}}{2} = \frac{1 + 3}{2} = 2$$
$$y_2 = \frac{1 - \sqrt{9}}{2} = \frac{1 - 3}{2} = -1$$
Вернемся к замене:
$$log_4 x = 2 \Rightarrow x = 4^2 = 16$$
$$log_4 x = -1 \Rightarrow x = 4^{-1} = \frac{1}{4}$$
Ответ: x = 16, 1/4
в) log₁/₂² x + 3log₁/₂ x + 2 = 0
Пусть $$y = log_{1/2} x$$, тогда уравнение примет вид:
$$y^2 + 3y + 2 = 0$$
$$D = 3^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 = 9 - 8 = 1$$
$$y_1 = \frac{-3 + \sqrt{1}}{2} = \frac{-3 + 1}{2} = -1$$
$$y_2 = \frac{-3 - \sqrt{1}}{2} = \frac{-3 - 1}{2} = -2$$
Вернемся к замене:
$$log_{1/2} x = -1 \Rightarrow x = (\frac{1}{2})^{-1} = 2$$
$$log_{1/2} x = -2 \Rightarrow x = (\frac{1}{2})^{-2} = 4$$
Ответ: x = 2, 4
г) logo,₂² x + logo,₂ x - 6 = 0
Пусть $$y = log_{0.2} x$$, тогда уравнение примет вид:
$$y^2 + y - 6 = 0$$
$$D = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-6) = 1 + 24 = 25$$
$$y_1 = \frac{-1 + \sqrt{25}}{2} = \frac{-1 + 5}{2} = 2$$
$$y_2 = \frac{-1 - \sqrt{25}}{2} = \frac{-1 - 5}{2} = -3$$
Вернемся к замене:
$$log_{0.2} x = 2 \Rightarrow x = (0.2)^2 = 0.04$$
$$log_{0.2} x = -3 \Rightarrow x = (0.2)^{-3} = 125$$
Ответ: x = 0.04, 125
044.7. a) 2log₅² x + 5log₅ x + 2 = 0
Пусть $$y = log_5 x$$, тогда уравнение примет вид:
$$2y^2 + 5y + 2 = 0$$
$$D = 5^2 - 4 \cdot 2 \cdot 2 = 25 - 16 = 9$$
$$y_1 = \frac{-5 + \sqrt{9}}{4} = \frac{-5 + 3}{4} = -\frac{1}{2}$$
$$y_2 = \frac{-5 - \sqrt{9}}{4} = \frac{-5 - 3}{4} = -2$$
Вернемся к замене:
$$log_5 x = -\frac{1}{2} \Rightarrow x = 5^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{\sqrt{5}} = \frac{\sqrt{5}}{5}$$
$$log_5 x = -2 \Rightarrow x = 5^{-2} = \frac{1}{25}$$
Ответ: x = $$\frac{\sqrt{5}}{5}$$, $$\frac{1}{25}$$
б) 3log₄² x - 7log₄ x + 2 = 0
Пусть $$y = log_4 x$$, тогда уравнение примет вид:
$$3y^2 - 7y + 2 = 0$$
$$D = (-7)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 2 = 49 - 24 = 25$$
$$y_1 = \frac{7 + \sqrt{25}}{6} = \frac{7 + 5}{6} = 2$$
$$y_2 = \frac{7 - \sqrt{25}}{6} = \frac{7 - 5}{6} = \frac{1}{3}$$
Вернемся к замене:
$$log_4 x = 2 \Rightarrow x = 4^2 = 16$$
$$log_4 x = \frac{1}{3} \Rightarrow x = 4^{\frac{1}{3}} = \sqrt[3]{4}$$
Ответ: x = 16, $$\sqrt[3]{4}$$
в) 2logo,₃² x - 7log₀,₃ x - 4 = 0
Пусть $$y = log_{0.3} x$$, тогда уравнение примет вид:
$$2y^2 - 7y - 4 = 0$$
$$D = (-7)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-4) = 49 + 32 = 81$$
$$y_1 = \frac{7 + \sqrt{81}}{4} = \frac{7 + 9}{4} = 4$$
$$y_2 = \frac{7 - \sqrt{81}}{4} = \frac{7 - 9}{4} = -\frac{1}{2}$$
Вернемся к замене:
$$log_{0.3} x = 4 \Rightarrow x = (0.3)^4 = 0.0081$$
$$log_{0.3} x = -\frac{1}{2} \Rightarrow x = (0.3)^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{\sqrt{0.3}} = \sqrt{\frac{10}{3}} = \frac{\sqrt{30}}{3}$$
Ответ: x = 0.0081, $$\frac{\sqrt{30}}{3}$$
г) 3 log₁/₂² x + 5 log₁/₂ x - 2 = 0
Пусть $$y = log_{1/2} x$$, тогда уравнение примет вид:
$$3y^2 + 5y - 2 = 0$$
$$D = 5^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-2) = 25 + 24 = 49$$
$$y_1 = \frac{-5 + \sqrt{49}}{6} = \frac{-5 + 7}{6} = \frac{1}{3}$$
$$y_2 = \frac{-5 - \sqrt{49}}{6} = \frac{-5 - 7}{6} = -2$$
Вернемся к замене:
$$log_{1/2} x = \frac{1}{3} \Rightarrow x = (\frac{1}{2})^{\frac{1}{3}} = \frac{1}{\sqrt[3]{2}}$$
$$log_{1/2} x = -2 \Rightarrow x = (\frac{1}{2})^{-2} = 4$$
Ответ: x = $$\frac{1}{\sqrt[3]{2}}$$, 4
44.8. a) log₂ x = log₂3 + log₂5
Используем свойство логарифмов: $$log_a b + log_a c = log_a (b \cdot c)$$
$$log_2 x = log_2 (3 \cdot 5)$$
$$log_2 x = log_2 15$$
$$x = 15$$
Ответ: x = 15
б) log₇ 4 = log₇ x - log₇ 9
Используем свойство логарифмов: $$log_a b - log_a c = log_a (\frac{b}{c})$$
$$log_7 4 = log_7 (\frac{x}{9})$$
$$4 = \frac{x}{9}$$
$$x = 4 \cdot 9 = 36$$
Ответ: x = 36
в) log₁/₃ 4 + log₁/₃ x = log₁/₃ 18
Используем свойство логарифмов: $$log_a b + log_a c = log_a (b \cdot c)$$
$$log_{1/3} (4x) = log_{1/3} 18$$
$$4x = 18$$
$$x = \frac{18}{4} = \frac{9}{2} = 4.5$$
Ответ: x = 4.5
г) logo,₄ 9 - logo,₄ x = log0,₄ 3
Используем свойство логарифмов: $$log_a b - log_a c = log_a (\frac{b}{c})$$
$$log_{0.4} (\frac{9}{x}) = log_{0.4} 3$$
$$\frac{9}{x} = 3$$
$$x = \frac{9}{3} = 3$$
Ответ: x = 3