Рассмотрим каждое задание по порядку. Объясню пошагово, чтобы было понятно, как находить корни и решать неравенства с логарифмами.
Задача 6: Найти корни уравнений и установить соответствие
1) \(\log_{0.6}(x+3)+\log_{0.6}(x-3)=\log_{0.6}(2x-1)\)
Шаг 1: Используем свойство логарифмов:
\(\log a + \log b = \log(ab)\)
Получаем:
\(\log_{0.6}[(x+3)(x-3)] = \log_{0.6}(2x-1)\)
Шаг 2: Так как основания логарифмов равны и они не равны 1,
при равенстве логарифмов:
\[(x+3)(x-3) = 2x - 1\]
Шаг 3: Раскроем скобки:
\[x^2 - 9 = 2x - 1\]
Шаг 4: Перенесем все в левую часть:
\[x^2 - 2x - 8 = 0\]
Шаг 5: Решим квадратное уравнение:
Дискриминант:
\(\Delta = (-2)^2 - 4 \times 1 \times (-8) = 4 + 32 = 36\)
Корни:
\[x = \frac{2 \pm \sqrt{36}}{2} = \frac{2 \pm 6}{2}\]
Получаем:
\[x_1 = \frac{2 + 6}{2} = 4\]
\[x_2 = \frac{2 - 6}{2} = -2\]
Шаг 6: Проверка условий определения логарифмов:
- \(\log_{0.6}(x+3)\): аргумент > 0 \(\Rightarrow x+3 >0 \Rightarrow x > -3\)
- \(\log_{0.6}(x-3)\): \(x-3 >0 \Rightarrow x > 3\)
Самое строгое условие: \(x > 3\)
Общий аргумент \(2x - 1\) тоже должен быть > 0:
- \(2x-1 >0 \Rightarrow x > \frac{1}{2}\), что уже не более строго чем \(x > 3\).
Из решений:
- \(x=4\) — подходит, потому что \(4 > 3\)
- \(x=-2\) — не подходит, так как не удовлетворяет \(x > 3\).
Ответ: \(x=4\)
2) \(\log_{2/3}(2x-1) - \log_{2/3} x = 0\)
Шаг 1: Используем свойство:
\(\log a - \log b = \log \frac{a}{b}\)
Получаем:
\(\log_{2/3} \frac{2x-1}{x} = 0\)
Шаг 2: Значение логарифма равно 0, если аргумент равен 1:
\(\frac{2x-1}{x} = 1\)
Шаг 3: Решим уравнение:
\(\frac{2x-1}{x} = 1 \Rightarrow 2x - 1 = x \Rightarrow 2x - x = 1 \Rightarrow x=1\)
Шаг 4: Проверим область определения:
- аргумент \(2x-1 > 0 \Rightarrow 2x-1 > 0 \Rightarrow x > \frac{1}{2}\)
- аргумент \(x > 0\)
Наше решение \(x=1\) — удовлетворяет областям.
Ответ: \(x=1\)
3) \(\log_{1/6}(7x-9) = \log_{1/6} x\)
Шаг 1: Значения логарифмов равны, если аргументы равны:
\(7x - 9 = x\)
Шаг 2: Решаем уравнение:
\(7x - 9 = x \Rightarrow 6x = 9 \Rightarrow x = \frac{3}{2}\)
Шаг 3: Проверка области:
- аргумент \(7x-9 > 0 \Rightarrow 7 \times \frac{3}{2} - 9 > 0\)
\(= \frac{21}{2} - 9 = \frac{21}{2} - \frac{18}{2} = \frac{3}{2} > 0\) - аргумент \(x > 0\) — да, \(x=\frac{3}{2}>0\)
Ответ: \(x=\frac{3}{2}\)
4) \(\log_7(x^2 - 12x + 36) = 0\)
Шаг 1: Значение логарифма равно 0, когда аргумент = 1:
\[x^2 - 12x + 36 = 1\]
Шаг 2: Решаем уравнение:
\[x^2 - 12x + 36 = 1 \Rightarrow x^2 - 12x + 35 = 0\]
Шаг 3: Решим квадратное уравнение:
Дискриминант: \(\Delta = 144 - 140 = 4\)
Корни:
\[x = \frac{12 \pm \sqrt{4}}{2} = \frac{12 \pm 2}{2}\]
\[x_1 = \frac{12+2}{2} = 7\]
\[x_2 = \frac{12-2}{2} = 5\]
Шаг 4: Область определения:
- аргумент логарифма \(x^2 -12x +36 \geq 0\) — всегда положительно, так как квадратичная функция, расположенная вверх, имеет минимум в точке \(x=6\), где значение \(= 36- 12*6 +36=36-72+36=0\).
- минимальное значение в точке \(x=6\), где аргумент равен 0. Но логарифм не определен при 0, значит аргумент должен быть > 0, следовательно:
\(x^2 -12x +36 > 0\), что исключает \(x=6\).
Но корни — 5 и 7, при этом:
- при \(x=5\): аргумент равен \(25 - 60 +36 = 1 > 0\), подходит.
- при \(x=7\): аргумент \(49 - 84 +36=1>0\), подходит.
Ответ: \(x=5\) и \(x=7\)
Итоговые ответы на задачу 6:
| № | Корень | Ответ по списку |
|---|---|---|
| 1 | 4 | Г) 1 |
| 2 | 1 | Д) 3/2 |
| 3 | 3/2 | Д) 3/2 |
| 4 | 5 и 7 | Б) 5; 7 |
Задача 7: Найти корни неравенств и определить соответствия
1) \(\log_5(3x+1) < 2\)
Шаг 1: Перепишем неравенство:
\(\log_5(3x+1) < 2\)
Шаг 2: Возьмем антилогарифм:
\(3x + 1 < 5^2 = 25\)
Шаг 3: Решение:
\(3x < 24 \Rightarrow x < 8\)
Шаг 4: Условие области: логарифм определен при:
\(3x+1 > 0 \Rightarrow x > -\frac{1}{3}\)
Ответ: \(x \in (-\frac{1}{3}; 8)\)
Из вариантов:
- Посмотрим, есть ли такой интервал в ответах. Вариант: \((4/3; 2)\) — не подходит, так как наш ответ — широкий интервал. Вариант \((4/3; 2)\), скорее, часть возможных решений, немного не совпадает. Посмотрим далее.
2) \(\log_5 x > \log_5(3x-4)\)
Шаг 1: Для логарифмов с одинаковым основанием:
\(x > 3x -4\)
Шаг 2: Решим неравенство:
\(x > 3x - 4 \Rightarrow -2x > -4 \Rightarrow 2x < 4 \Rightarrow x < 2\)
Шаг 3: Область: оба аргумента >0:
- \(x > 0\)
- \(3x - 4 > 0 \Rightarrow x > \frac{4}{3}\)
Объединение:
\(x > \frac{4}{3}\) и \(x < 2\)
Ответ: \(x \in (\frac{4}{3}; 2)\)
Вариант Б) — \((- \infty; -9) \cup (9; + \infty)\) — не подходит
Вариант В): \((-1/3; 8)\) — подходит, поскольку включает в себя интервал \((4/3; 2)\).
3) \(\log_{1/3}(-x) > \log_{1/3}(4-2x)\)
Обратите внимание:
- основание \(1/3 < 1\), при этом логарифм убывает, и неравенство \(\log_{1/3} A > \log_{1/3} B\) эквивалентно
\(A < B\), при условии, что \(A>0, B>0\).
Шаг 1:
\(-x > 0 \Rightarrow x < 0\)
и
\(4 - 2x > 0 \Rightarrow x < 2\)
Шаг 2: Неравенство:
\(-x < 4 - 2x\)
Шаг 3: Решение:
\(-x + 2x < 4 \Rightarrow x < 4\)
Но уже известно, что \(x<0\). Т.к. \(x<0\) — это более строгое условие, то решение:
\(x \in (-\infty; 0)\)
4) \(\log_{1/2}(6 - x) \geq \log_{1/2} x^2\)
Поскольку основание \(\frac{1}{2}<1\):
\(\log_{1/2} A \ge \log_{1/2} B \Rightarrow A \leq B\)
Шаг 1:
\(6 - x \leq x^2\)
Шаг 2: Решим неравенство:
\(x^2 + x -6 \ge 0\)
Шаг 3: Решение:
Дискриминант:
\(\Delta = 1^2 - 4 \times 1 \times (-6) = 1 + 24=25\)
Корни:
\(\frac{-1 \pm 5}{2}\)
\[ x_1 = \frac{-1 -5}{2} = -3, \quad x_2 = \frac{-1 +5}{2} = 2 \]
Шаг 4: Интервал существования:
\(x^2 + x -6 \ge 0\) — при \(x\le -3\) или \(x \ge 2\)
Область определения логарифмов:
- \(6 - x > 0 \Rightarrow x < 6\)
- \(x^2 > 0\), кроме \(x=0\), но тут важно:
- аргумент \(x^2\) — больше нуля при \(x \neq 0\),
- Область: \(x \neq0\)
Объединение условий:
- \(x \le -3\) или \(x \ge 2\), и \(x < 6\)
Ответ:
- \(x \le -3\) — в интервале \((- \infty; -3]\)
- \(x \ge 2\) — в интервале \([2; 6)\)
Вариант ответа: \((- \infty; 0)\) — не полностью подходит, так как мы нашли интервал \([2;6)\) и \((-\infty; -3]\).
Итоги — соответствия:
\(\log_5(3x+1) < 2\) → решение \(\approx (\frac{1}{3};8)\) — наиболее близко к варианту В) \((- \infty; 0)\) — Нет, не совпадает (лучше игнорировать, так как иначе первый интервал чуть не предоставлен).
\(\log_5 x > \log_5(3x-4)\) → \((\frac{4}{3}; 2)\) — В) \((-1/3;8)\)
\(\log_{1/3}(-x) > \log_{1/3}(4-2x)\) → \(x<0\) — Области близки к Г) \((- \infty; 0)\)
\(\log_{1/2}(6 - x) \geq \log_{1/2} x^2\) → \(x \le -3\) или \(x \ge 2\), в пределах \(x<6\)
Ответы подбираются по логике, и, поскольку они сложны, правильное соответствие в общем:
- \((4/3; 2)\) — В
- \((- \infty; -9) \cup (9; + \infty)\) — не подходит
- \((-1/3; 8)\) — В
- \((- \infty; 0)\) — Г
Если нужно короткое заключение — основные решения по логарифмам и области определения, а также подбор вариантов.
Если останутся вопросы или нужен точный подбор, скажите!