Давайте разберем, как решить уравнение ㏒1/5(x² - 4x) = -1.
Уравнение включает в себя логарифм с основанием 1/5, и его нужно решить поэтапно. Давайте начнем:
- Понимание логарифма: У нас есть уравнение ㏒1/5(x² - 4x) = -1. Это означает, что выражение x² - 4x должно равняться (1/5) в степени -1.
- Преобразование логарифмического уравнения в показательное: По определению логарифма, если ㏒ab = c, то ac = b. Применим это к нашему уравнению:
- Основание a = 1/5,
- Показатель c = -1,
- Искомое значение b = x² - 4x.
Таким образом, (1/5)-1 = x² - 4x.
- Вычисление (1/5)-1: (1/5)-1 — это то же самое, что 5, потому что отрицательная степень означает взятие обратного числа.
- Получаем уравнение: Теперь у нас есть уравнение x² - 4x = 5.
- Решение квадратного уравнения: Преобразуем уравнение в стандартный вид:
- Нахождение корней квадратного уравнения: Мы можем решить это уравнение с помощью формулы корней квадратного уравнения:
- x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a,
где a = 1, b = -4, c = -5.
- Вычисления:
- Сначала найдем дискриминант: D = b² - 4ac = (-4)² - 4 * 1 * (-5) = 16 + 20 = 36.
- Корень из дискриминанта: √36 = 6.
- Теперь найдем корни:
- x₁ = (4 + 6) / 2 = 10 / 2 = 5,
- x₂ = (4 - 6) / 2 = -2 / 2 = -1.
- Проверка корней: Подставим x₁ = 5 и x₂ = -1 в исходное выражение x² - 4x, чтобы убедиться, что они не дают отрицательного или нулевого значения, так как логарифм от нуля или отрицательного числа не определен.
- Для x₁ = 5: 5² - 4*5 = 25 - 20 = 5 (все нормально, число положительное).
- Для x₂ = -1: (-1)² - 4*(-1) = 1 + 4 = 5 (тоже положительное).
Таким образом, оба корня, x = 5 и x = -1, являются решениями данного уравнения. Ответ: x = 5 и x = -1.