Конечно, давайте разберёмся с уравнением:
[
\frac{1}{2} \log_3 (5x - 1) - \log_3 (x + 1) = 0
]
Для начала, упростим уравнение. Мы можем избавиться от дроби перед первым логарифмом, возведя аргумент логарифма в степень:
[
\log_3 ((5x - 1)^{1/2}) - \log_3 (x + 1) = 0
]
Теперь, применим свойство логарифмов: (\log_b A - \log_b B = \log_b \frac{A}{B}). Применяем это свойство:
[
\log_3 \left(\frac{(5x - 1)^{1/2}}{x + 1}\right) = 0
]
Если логарифм равен нулю, это означает, что его аргумент равен 1 (так как (\log_b 1 = 0) для любого (b > 0)). Следовательно:
[
\frac{(5x - 1)^{1/2}}{x + 1} = 1
]
Решим это уравнение:
- Умножим обе стороны на (x + 1):
[
(5x - 1)^{1/2} = x + 1
]
- Возведём обе стороны в квадрат, чтобы избавиться от корня:
[
5x - 1 = (x + 1)^2
]
- Раскроем скобки справа:
[
5x - 1 = x^2 + 2x + 1
]
- Перенесём все члены на одну сторону уравнения:
[
x^2 + 2x + 1 - 5x + 1 = 0
]
- Упростим уравнение:
[
x^2 - 3x + 2 = 0
]
Теперь решим квадратное уравнение (x^2 - 3x + 2 = 0). Это уравнение можно разложить на множители:
[
(x - 1)(x - 2) = 0
]
Решаем уравнение:
- (x - 1 = 0 \Rightarrow x = 1)
- (x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2)
Получаем два возможных решения: (x = 1) и (x = 2).
Теперь проверим оба решения на допустимость в исходном уравнении:
Для (x = 1):
[
\frac{1}{2} \log_3 (5(1) - 1) - \log_3 (1 + 1) = \frac{1}{2} \log_3 4 - \log_3 2
]
[
= \frac{1}{2} \times 2 \log_3 2 - \log_3 2 = \log_3 2 - \log_3 2 = 0
]
Это решение удовлетворяет уравнению.
Для (x = 2):
[
\frac{1}{2} \log_3 (5(2) - 1) - \log_3 (2 + 1) = \frac{1}{2} \log_3 9 - \log_3 3
]
[
= \frac{1}{2} \times 2 \log_3 3 - \log_3 3 = \log_3 3 - \log_3 3 = 0
]
Это решение также удовлетворяет уравнению.
Таким образом, оба решения (x = 1) и (x = 2) являются корректными.