Как найти решение уравнения: lg sqrt(3x + 1) + lg sqrt(x + 4) = lg 12?
Алгебра 11 класс Логарифмические уравнения решение уравнения алгебра 11 класс логарифмические уравнения lg sqrt задачи по алгебре
Чтобы решить уравнение lg sqrt(3x + 1) + lg sqrt(x + 4) = lg 12, следуем следующим шагам:
Используем свойство логарифмов, которое гласит, что lg a + lg b = lg (a * b). Применим это свойство к нашему уравнению:
lg (sqrt(3x + 1) * sqrt(x + 4)) = lg 12.
Теперь мы можем избавиться от логарифмов, так как если lg a = lg b, то a = b, при условии, что a > 0 и b > 0. Таким образом, мы получаем:
sqrt(3x + 1) * sqrt(x + 4) = 12.
Упрощаем левую часть уравнения:
sqrt((3x + 1)(x + 4)) = 12.
Теперь возведем обе стороны уравнения в квадрат, чтобы избавиться от корня:
(3x + 1)(x + 4) = 144.
Раскроем скобки:
3x^2 + 12x + x + 4 = 144.
Упрощаем это:
3x^2 + 13x + 4 = 144.
Переносим 144 на левую сторону уравнения:
3x^2 + 13x + 4 - 144 = 0.
Получаем:
3x^2 + 13x - 140 = 0.
Теперь решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
D = b^2 - 4ac, где a = 3, b = 13, c = -140.
Вычисляем дискриминант:
D = 13^2 - 4 * 3 * (-140) = 169 + 1680 = 1849.
Теперь находим корни уравнения:
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2a) и x2 = (-b - sqrt(D)) / (2a).
x1 = (-13 + sqrt(1849)) / (2 * 3) = (-13 + 43) / 6 = 30 / 6 = 5.
x2 = (-13 - sqrt(1849)) / (2 * 3) = (-13 - 43) / 6 = -56 / 6 = -28/3.
Теперь у нас есть два корня: x1 = 5 и x2 = -28/3. Но нужно проверить, подходят ли они под условия логарифмов:
3x + 1 = 3*5 + 1 = 16 > 0 и x + 4 = 5 + 4 = 9 > 0.
3x + 1 = 3*(-28/3) + 1 = -28 + 1 = -27 < 0 (не подходит).
Таким образом, единственным решением уравнения является:
x = 5.