Краткий ответ:
1) ;
Выражение имеет смысл при:
Ответ: .
2) ;
Выражение имеет смысл при:
Ответ: .
Подробный ответ:
1) Уравнение:
Шаг 1: Преобразуем логарифмическое уравнение
Переносим 1 в правую часть уравнения:
Теперь, для упрощения, заметим, что , и мы можем записать уравнение как:
Используя свойство логарифмов, , получаем:
Шаг 2: Убираем логарифмы
Если у нас есть выражения вида , то по определению логарифма . Применим это к нашему уравнению:
Шаг 3: Решаем полученное уравнение
Раскрываем скобки:
Переносим все на одну сторону:
Шаг 4: Решаем квадратное уравнение
Для решения квадратного уравнения используем формулу дискриминанта:
Корни уравнения находятся по формуле:
Шаг 5: Проверяем условия существования
Теперь проверим, при каких значениях выражение имеет смысл. Мы знаем, что логарифм существует только тогда, когда аргумент положителен и основание логарифма тоже положительно. Таким образом, нам нужно соблюсти несколько условий:
- — основание логарифма должно быть больше нуля.
- — основание логарифма не может быть равно 1.
- — аргумент логарифма должен быть положительным, следовательно, .
Таким образом, должно быть больше 0 и меньше 5, но также оно не может быть равно 1. Проверим это для корней и .
- Для , основание логарифма будет равно 1, что невозможно.
- Для , основание логарифма больше 0, и , что также положительно. Это решение подходит.
Ответ для задачи 1:
2) Уравнение:
Шаг 1: Преобразуем выражение
Начнем с преобразования первого логарифма. Мы знаем, что , и , так что:
Подставим это в исходное уравнение:
Используем свойство логарифмов для второго логарифма. Напомним, что , так что:
Теперь уравнение становится:
Шаг 2: Упростим уравнение
Умножаем обе части уравнения на :
Теперь раскроем скобки:
Умножим обе части на 2, чтобы избавиться от дроби:
Используем свойство логарифмов, , для правой части:
Шаг 3: Убираем логарифмы
Поскольку у нас есть логарифмы с одинаковыми основаниями, то можно приравнять аргументы:
Раскроем скобки и упростим:
Переносим все на одну сторону:
Шаг 4: Решаем квадратное уравнение
Вычислим дискриминант:
Корни уравнения:
Шаг 5: Проверяем условия существования
Для логарифмов необходимо соблюдать несколько условий:
- , то есть .
- , то есть .
- , то есть .
Таким образом, не удовлетворяет ни одному из условий (так как , но это не влияет на остальное). Следовательно, оставляем .
Ответ для задачи 2: