Давайте решим уравнение: (2 \lg x = \lg (6 - x))
Шаг 1: Записать уравнение
[
2 \lg x = \lg (6 - x)
]
где (\lg) означает десятичный логарифм.
Шаг 2: Использовать свойства логарифмов
Правило: (a \lg b = \lg b^a)
Применим к левому выражению:
[
2 \lg x = \lg x^2
]
Тогда уравнение станет:
[
\lg x^2 = \lg (6 - x)
]
Шаг 3: Убрать логарифмы
Так как (\lg A = \lg B), то (A = B), при условии, что выражения положительны.
Следовательно:
[
x^2 = 6 - x
]
Шаг 4: Решить полученное квадратное уравнение
Переносим всё в левую часть:
[
x^2 + x - 6 = 0
]
Решим это уравнение:
Дискриминант:
[
D = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-6) = 1 + 24 = 25
]
Корни:
[
x = \frac{-1 \pm \sqrt{D}}{2} = \frac{-1 \pm 5}{2}
]
Получаем два решения:
(\displaystyle x = \frac{-1 + 5}{2} = \frac{4}{2} = 2)
(\displaystyle x = \frac{-1 - 5}{2} = \frac{-6}{2} = -3)
Шаг 5: Проверка условий области определения
Логарифм определён только для положительных чисел:
- Для (\lg x): необходимо (x > 0)
- Для (\lg(6 - x)): необходимо (6 - x > 0 \Rightarrow x < 6)
Проверим каждое решение:
(x = 2):
(x > 0): да
(6 - x = 4 > 0): да
Значит, (x=2) подходит.
(x = -3):
Ответ:
[
\boxed{x = 2}
]
Это единственное решение уравнения.