Привет! Давай упростим этот логарифмический пример. Здесь важно помнить про области определения логарифмов.
Что нам дано?
- Выражение: \( 2\text{log}_{5}(-a) + \text{log}_{5}(a^2) \)
Что нужно сделать?
Разбираемся по шагам:
- Область определения:
- Для первого логарифма \( \text{log}_{5}(-a) \) нужно, чтобы аргумент был положительным: \( -a > 0 \), что означает \( a < 0 \).
- Для второго логарифма \( \text{log}_{5}(a^2) \) нужно, чтобы аргумент был положительным: \( a^2 > 0 \). Это условие выполняется для всех \( a \), кроме \( a=0 \).
- Совмещая эти условия, мы получаем, что выражение имеет смысл только при \( a < 0 \).
- Применяем свойства логарифмов:
- Первое слагаемое: \( 2\text{log}_{5}(-a) \)
- По свойству \( n \times \text{log}_{b} m = \text{log}_{b} (m^n) \), получаем: \( \text{log}_{5}((-a)^2) \).
- Так как \( (-a)^2 = a^2 \), то первое слагаемое равно \( \text{log}_{5}(a^2) \).
- Второе слагаемое: \( \text{log}_{5}(a^2) \).
- Складываем упрощенные слагаемые:
- Теперь выражение выглядит так: \( \text{log}_{5}(a^2) + \text{log}_{5}(a^2) \).
- Складывая два одинаковых члена, получаем: \( 2 \times \text{log}_{5}(a^2) \).
Теперь посмотрим на предложенные варианты ответов:
- а) \( 2\text{log}_{5}(-a) + 2\text{log}_{5}(a) \) - здесь \( \text{log}_{5}(a) \) не определен при \( a < 0 \).
- б) \( \text{log}_{5}(-a) \) - это не соответствует нашему результату.
- в) 0 - это не соответствует нашему результату.
- г) 1 - это не соответствует нашему результату.
- д) \( 4\text{log}_{5}(-a) \)
Давай пересмотрим шаг 2.
Второе слагаемое: \( \text{log}_{5}(a^2) \).
Мы знаем, что \( a^2 = |a|^2 \).
По свойству \( \text{log}_{b} (m^n) = n \times \text{log}_{b} m \), мы можем записать:
\( \text{log}_{5}(a^2) = 2 \times \text{log}_{5}(|a|) \).
Теперь подставляем это в исходное выражение:
\( 2\text{log}_{5}(-a) + 2\text{log}_{5}(|a|) \).
Так как мы знаем, что \( a < 0 \), то \( -a = |a| \).
Тогда выражение становится:
\( 2\text{log}_{5}(|a|) + 2\text{log}_{5}(|a|) = 4\text{log}_{5}(|a|) \).
И поскольку \( a < 0 \), то \( |a| = -a \).
Значит, окончательный упрощенный вид: \( 4\text{log}_{5}(-a) \).
Это совпадает с вариантом д).
Ответ: 4log5(-а).