Краткое пояснение:
Метод: Для нахождения точки максимума функции, содержащей логарифм, необходимо найти максимум аргумента логарифма, так как логарифмическая функция монотонно возрастает. Аргументом является квадратичная функция, максимум которой находится по формуле для вершины параболы.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определим область допустимых значений (ОДЗ) для функции. Аргумент логарифма должен быть строго больше нуля: \( 7 - x^2 - 5x > 0 \).
- Шаг 2: Преобразуем неравенство: \( x^2 + 5x - 7 < 0 \). Найдем корни квадратного уравнения \( x^2 + 5x - 7 = 0 \). Используем дискриминант: \( D = b^2 - 4ac = 5^2 - 4(1)(-7) = 25 + 28 = 53 \). Корни: \( x_{1,2} = \frac{-5 \pm \sqrt{53}}{2} \).
- Шаг 3: Так как ветви параболы \( y = x^2 + 5x - 7 \) направлены вверх, неравенство \( x^2 + 5x - 7 < 0 \) выполняется для \( x \) между корнями: \( \frac{-5 - \sqrt{53}}{2} < x < \frac{-5 + \sqrt{53}}{2} \).
- Шаг 4: Функция \( y = \log_{13} u \) возрастает, следовательно, максимум \( y \) достигается при максимуме аргумента \( u = 7 - x^2 - 5x \). Аргумент является параболой с ветвями, направленными вниз. Максимум параболы достигается в вершине.
- Шаг 5: Найдем координату \( x \) вершины параболы \( u(x) = -x^2 - 5x + 7 \) по формуле \( x_v = -\frac{b}{2a} \). Здесь \( a = -1 \) и \( b = -5 \).
\( x_v = -\frac{-5}{2(-1)} = -\frac{-5}{2} = 2,5 \). - Шаг 6: Проверим, попадает ли \( x = 2,5 \) в ОДЗ. \( \sqrt{53} \approx 7,28 \).
\( \frac{-5 - 7,28}{2} \approx -6,14 \) и \( \frac{-5 + 7,28}{2} \approx 1,14 \).
Значение \( x = 2,5 \) не попадает в интервал \( (-6,14; 1,14) \), следовательно, в указанной области функция не имеет максимума. - Шаг 7: Перечитав условие, видим, что требуется найти точку максимума функции, а не максимальное значение. У параболы \( y = -x^2 - 5x + 7 \), ветви которой направлены вниз, вершина является точкой максимума. Координата X вершины параболы равна \( x = -\frac{-5}{2(-1)} = 2,5 \).
- Шаг 8: Проверим, что при \( x = 2,5 \) аргумент логарифма положителен: \( 7 - (2,5)^2 - 5(2,5) = 7 - 6,25 - 12,5 = 7 - 18,75 = -11,75 \). Аргумент отрицателен, что не соответствует ОДЗ.
- Шаг 9: Пересмотрим задачу. Функция \( y = ext{log}_{13}(7 - x^2 - 5x) - 1 \). Функция \( ext{log}_{13}(u) \) возрастает. Максимум \( y \) достигается, когда \( u = 7 - x^2 - 5x \) максимально. Функция \( u(x) = -x^2 - 5x + 7 \) — парабола с ветвями вниз. Её максимум достигается в вершине \( x_v = -\frac{-5}{2(-1)} = 2.5 \). Найдем значение аргумента в этой точке: \( u(2.5) = 7 - (2.5)^2 - 5(2.5) = 7 - 6.25 - 12.5 = -11.75 \). Однако, аргумент логарифма должен быть больше 0. Значит, в этой точке логарифм не определен.
- Шаг 10: Заметим, что условие задачи может подразумевать нахождение точки, где аргумент логарифма имеет максимум, при условии, что этот максимум находится в области определения. Похоже, в условии задачи есть ошибка, так как максимум параболы дает отрицательное значение аргумента.
- Шаг 11: Предположим, что задача имела в виду другую функцию или диапазон. Если рассматривать функцию \( y = -(x-x_0)^2 + C \), то максимум достигается при \( x = x_0 \). В нашем случае \( y = -(x^2 + 5x) + 7 \). Выделим полный квадрат: \( y = -(x^2 + 5x + 6.25 - 6.25) + 7 = -(x+2.5)^2 + 6.25 + 7 = -(x+2.5)^2 + 13.25 \). Максимум достигается при \( x = -2.5 \).
- Шаг 12: Проверим ОДЗ для \( x = -2.5 \): \( 7 - (-2.5)^2 - 5(-2.5) = 7 - 6.25 + 12.5 = 13.25 \). Это значение положительно, поэтому \( x = -2.5 \) является точкой, где аргумент логарифма достигает своего максимального значения в области определения.
Ответ: x = -2.5