Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 351 - § 19 (Логарифмические уравнения) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 105, 108, 109
Глава: Глава 4
Параграф: § 19 - Логарифмические уравнения
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

351 упражнение:

Решить уравнение.

1) \( \lg^2 (x + 1) = \lg (x + 1) \cdot \lg (x - 1) + \lg^2 (x - 1) \)
  • 1. Находим ОДЗ: \( x + 1 > 0 \) и \( x - 1 > 0 \). Окончательное ОДЗ: \( x > 1 \).
  • 2. Вводим замену: Пусть \( u = \lg (x + 1) \) и \( v = \lg (x - 1) \).
    \( u^2 = uv + v^2 \).
    \( u^2 - uv - v^2 = 0 \).
  • 3. Решаем как однородное уравнение:
    Разделим на \( v^2 \) (если \( v \neq 0 \), т.е. \( x - 1 \neq 1 \) или \( x \neq 2 \)):
    \( \left( \frac{u}{v} \right)^2 - \left( \frac{u}{v} \right) - 1 = 0 \).
    Пусть \( t = \frac{u}{v} = \frac{\lg (x + 1)}{\lg (x - 1)} \).
    \( t^2 - t - 1 = 0 \).
  • 4. Находим \( t \):
    \( D = (-1)^2 - 4(1)(-1) = 5 \).
    \( t_{1, 2} = \frac{1 \pm \sqrt{5}}{2} \).
  • 5. Обратная замена:
    Случай 1: \( \frac{\lg (x + 1)}{\lg (x - 1)} = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \).
    Это трансцендентное уравнение \( x + 1 = (x - 1)^{\frac{1 + \sqrt{5}}{2}} \).
    Случай 2: \( \frac{\lg (x + 1)}{\lg (x - 1)} = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \).
    Это трансцендентное уравнение \( x + 1 = (x - 1)^{\frac{1 - \sqrt{5}}{2}} \).

Вывод: Уравнение сводится к трансцендентным уравнениям. Для школьной программы, возможно, в условии была допущена опечатка. Простым решением может быть только \( x = \frac{3}{2} \) (если бы \(t=0\)), но это не так.

2) \( 2 \log_5 (4 - x) \cdot \log_{2x} (4 - x) = 3 \log_5 (4 - x) - \log_5 (2x) \)
  • 1. Находим ОДЗ: \( 4 - x > 0 \) (\( x < 4 \)), \( 2x > 0 \) (\( x > 0 \)), \( 2x \neq 1 \) (\( x \neq 1/2 \)). Окончательное ОДЗ: \( x \in (0; 4), x \neq 1/2 \).
  • 2. Используем формулу перехода к новому основанию:
    \( \log_{2x} (4 - x) = \frac{\log_5 (4 - x)}{\log_5 (2x)} \).
  • 3. Подставляем в уравнение:
    \( 2 \log_5 (4 - x) \cdot \frac{\log_5 (4 - x)}{\log_5 (2x)} = 3 \log_5 (4 - x) - \log_5 (2x) \).
  • 4. Приводим к общему знаменателю \( \log_5 (2x) \) (при \( x \neq 1/2 \)):
    \( 2 \log_5^2 (4 - x) = 3 \log_5 (4 - x) \log_5 (2x) - \log_5^2 (2x) \).
    \( 2 \log_5^2 (4 - x) - 3 \log_5 (4 - x) \log_5 (2x) + \log_5^2 (2x) = 0 \).
  • 5. Вводим замену для однородного уравнения:
    Пусть \( A = \log_5 (4 - x) \) и \( B = \log_5 (2x) \). Уравнение: \( 2A^2 - 3AB + B^2 = 0 \).
    Разделим на \( B^2 \) (если \( B \neq 0 \), т.е. \( x \neq 1/2 \)):
    \( 2 \left( \frac{A}{B} \right)^2 - 3 \left( \frac{A}{B} \right) + 1 = 0 \).
    Пусть \( t = A/B \). \( 2t^2 - 3t + 1 = 0 \).
    \( (2t - 1)(t - 1) = 0 \). Корни: \( t_1 = 1, t_2 = 1/2 \).
  • 6. Обратная замена:
    Случай 1: \( t = 1 \). \( A = B \).
    \( \log_5 (4 - x) = \log_5 (2x) \).
    \( 4 - x = 2x \). \( 4 = 3x \). \( x_1 = \frac{4}{3} \). (Подходит по ОДЗ).
    Случай 2: \( t = 1/2 \). \( A = B/2 \).
    \( \log_5 (4 - x) = \frac{1}{2} \log_5 (2x) = \log_5 \sqrt{2x} \).
    \( 4 - x = \sqrt{2x} \).
    Возводим в квадрат (при условии \( 4 - x \ge 0 \) или \( x \le 4 \)):
    \( (4 - x)^2 = 2x \).
    \( 16 - 8x + x^2 = 2x \).
    \( x^2 - 10x + 16 = 0 \).
    \( (x - 2)(x - 8) = 0 \). Корни: \( x_2 = 2, x_3 = 8 \).
    \( x_2 = 2 \): Подходит по ОДЗ (\( 0 < 2 < 4 \)).
    \( x_3 = 8 \): Не подходит по ОДЗ.

Ответ: \( x_1 = \frac{4}{3}, x_2 = 2 \).

Что применять при решении

Определение логарифма
Логарифмом положительного числа \( a \) по основанию \( b \), где \( b > 0 \) и \( b \neq 1 \), называется показатель степени \( c \), в которую нужно возвести основание \( b \), чтобы получить число \( a \).
Область допустимых значений (ОДЗ) логарифма
Аргумент логарифма должен быть строго положительным. Для уравнения с логарифмами необходимо проверить, чтобы все аргументы \( f(x) \) логарифмов \( \log_b f(x) \) удовлетворяли условию \( f(x) > 0 \).
Свойства логарифмов (преобразование суммы и разности)
Сумма логарифмов с одинаковым основанием равна логарифму произведения их аргументов; разность — логарифму частного. При этом важно следить за равносильностью: преобразование суммы/разности в логарифм произведения/частного может расширить ОДЗ.
Формула перехода к новому основанию
Позволяет переходить от логарифма по одному основанию к логарифму по другому основанию, что часто используется для приведения логарифмов к одному основанию или для замены переменной.

Задали создать проект?

Создай с помощью ИИ за 5 минут

До 90% уникальность
Готовый файл Word
15-30 страниц
Список источников по ГОСТ
Оформление по ГОСТ
Таблицы и схемы

Другие упражнения из параграфа § 19

336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353
Уведомление об авторском праве и цитировании

ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.