Ответ: Решения представлены ниже.
Краткое пояснение: Решаем логарифмические уравнения и примеры на упрощение выражений с логарифмами.
B-2
1. Вычислить
a) \(\log_2 16 + \log_3 9 = \log_2 2^4 + \log_3 3^2 = 4 + 2 = 6\)
б) \(5^{\log_5 10} - 1 = 10 - 1 = 9\)
в) \(\log_6 9 + 2 \log_6 2 = \log_6 9 + \log_6 2^2 = \log_6 9 + \log_6 4 = \log_6 (9 \cdot 4) = \log_6 36 = 2\)
г) \(\lg \sqrt{30} - \lg \sqrt{3} = \lg \frac{\sqrt{30}}{\sqrt{3}} = \lg \sqrt{\frac{30}{3}} = \lg \sqrt{10} = \frac{1}{2} \lg 10 = \frac{1}{2}\)
2. Решить уравнение
a) \(\log_2(x^2 - 2x) = 3\)
- ОДЗ: \(x^2 - 2x > 0\)
- \(x^2 - 2x = 2^3\)
- \(x^2 - 2x - 8 = 0\)
- \(D = (-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-8) = 4 + 32 = 36\)
- \(x_1 = \frac{2 + \sqrt{36}}{2} = \frac{2 + 6}{2} = \frac{8}{2} = 4\)
- \(x_2 = \frac{2 - \sqrt{36}}{2} = \frac{2 - 6}{2} = \frac{-4}{2} = -2\)
Проверка ОДЗ:
- \(x = 4\): \(4^2 - 2 \cdot 4 = 16 - 8 = 8 > 0\) - подходит
- \(x = -2\): \((-2)^2 - 2 \cdot (-2) = 4 + 4 = 8 > 0\) - подходит
б) \(\lg(2x^2 + 3x) = \lg(6x + 2)\)
- ОДЗ:
- \(2x^2 + 3x > 0\)
- \(6x + 2 > 0\)
- \(2x^2 + 3x = 6x + 2\)
- \(2x^2 - 3x - 2 = 0\)
- \(D = (-3)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-2) = 9 + 16 = 25\)
- \(x_1 = \frac{3 + \sqrt{25}}{4} = \frac{3 + 5}{4} = \frac{8}{4} = 2\)
- \(x_2 = \frac{3 - \sqrt{25}}{4} = \frac{3 - 5}{4} = \frac{-2}{4} = -\frac{1}{2}\)
Проверка ОДЗ:
- \(x = 2\):
- \(2 \cdot 2^2 + 3 \cdot 2 = 8 + 6 = 14 > 0\) - подходит
- \(6 \cdot 2 + 2 = 12 + 2 = 14 > 0\) - подходит
- \(x = -\frac{1}{2}\):
- \(2 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right)^2 + 3 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) = 2 \cdot \frac{1}{4} - \frac{3}{2} = \frac{1}{2} - \frac{3}{2} = -1 < 0\) - не подходит
- \(6 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) + 2 = -3 + 2 = -1 < 0\) - не подходит
в) \(2 \log_3(-x) = 1 + \log_3(x + 6)\)
- ОДЗ:
- \(\log_3((-x)^2) = \log_3 3 + \log_3(x + 6)\)
- \(\log_3(x^2) = \log_3(3(x + 6))\)
- \(x^2 = 3(x + 6)\)
- \(x^2 = 3x + 18\)
- \(x^2 - 3x - 18 = 0\)
- \(D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-18) = 9 + 72 = 81\)
- \(x_1 = \frac{3 + \sqrt{81}}{2} = \frac{3 + 9}{2} = \frac{12}{2} = 6\)
- \(x_2 = \frac{3 - \sqrt{81}}{2} = \frac{3 - 9}{2} = \frac{-6}{2} = -3\)
Проверка ОДЗ:
- \(x = 6\):
- \(-6 > 0\) - не подходит
- \(6 + 6 = 12 > 0\) - подходит
- \(x = -3\):
- \(-(-3) = 3 > 0\) - подходит
- \(-3 + 6 = 3 > 0\) - подходит
3. Решить уравнение
a) \(\left(\frac{1}{3}\right)^{4-2x} = 9\)
- \(\left(3^{-1}\right)^{4-2x} = 3^2\)
- \(3^{-4+2x} = 3^2\)
- \(-4 + 2x = 2\)
- \(2x = 6\)
- \(x = 3\)
б) \(5^{x+2} + 5^x = 130\)
- \(5^x \cdot 5^2 + 5^x = 130\)
- \(5^x(5^2 + 1) = 130\)
- \(5^x(25 + 1) = 130\)
- \(5^x \cdot 26 = 130\)
- \(5^x = \frac{130}{26}\)
- \(5^x = 5\)
- \(x = 1\)
Ответ: Решения представлены выше.