Основы мат. анализа Примеры

$\log (x + 1) - \log (x - 2) = \log (x)$

Этап 1

Используем формулу разности логарифмов с одинаковым основанием: $\log_{b} (x) - \log_{b} (y) = \log_{b} (\frac{x}{y})$ .

$\log (\frac{x + 1}{x - 2}) = \log (x)$

Этап 2

Чтобы уравнение было равносильным, аргументы логарифмов с обеих сторон уравнения должны быть равными.

$\frac{x + 1}{x - 2} = x$

Этап 3

Решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Найдем НОК знаменателей членов уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1.1

Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.

$x - 2, 1$

Этап 3.1.2

Избавимся от скобок.

$x - 2, 1$

Этап 3.1.3

НОК единицы и любого выражения есть это выражение.

$x - 2$

Этап 3.2

Каждый член в $\frac{x + 1}{x - 2} = x$ умножим на $x - 2$ , чтобы убрать дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.1

Умножим каждый член $\frac{x + 1}{x - 2} = x$ на $x - 2$ .

$\frac{x + 1}{x - 2} (x - 2) = x (x - 2)$

Этап 3.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.2.1

Сократим общий множитель $x - 2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{x + 1}{x - 2} (x - 2) = x (x - 2)$

Этап 3.2.2.1.2

Перепишем это выражение.

$x + 1 = x (x - 2)$

Этап 3.2.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.3.1

Применим свойство дистрибутивности.

$x + 1 = x \cdot x + x \cdot - 2$

Этап 3.2.3.2

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.3.2.1

Умножим $x$ на $x$ .

$x + 1 = x^{2} + x \cdot - 2$

Этап 3.2.3.2.2

Перенесем $- 2$ влево от $x$ .

$x + 1 = x^{2} - 2 x$

Этап 3.3

Решим уравнение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.1

Поскольку $x$ находится в правой части уравнения, поменяем стороны так, чтобы оно оказалось в левой части уравнения.

$x^{2} - 2 x = x + 1$

Этап 3.3.2

Перенесем все члены с $x$ в левую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.1

Вычтем $x$ из обеих частей уравнения.

$x^{2} - 2 x - x = 1$

Этап 3.3.2.2

Вычтем $x$ из $- 2 x$ .

$x^{2} - 3 x = 1$

Этап 3.3.3

Вычтем $1$ из обеих частей уравнения.

$x^{2} - 3 x - 1 = 0$

Этап 3.3.4

Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Этап 3.3.5

Подставим значения $a = 1$ , $b = - 3$ и $c = - 1$ в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно $x$ .

$\frac{3 \pm \sqrt{{(- 3)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot - 1)}}{2 \cdot 1}$

Этап 3.3.6

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.6.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.6.1.1

Возведем $- 3$ в степень $2$ .

$x = \frac{3 \pm \sqrt{9 - 4 \cdot 1 \cdot - 1}}{2 \cdot 1}$

Этап 3.3.6.1.2

Умножим $- 4 \cdot 1 \cdot - 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.6.1.2.1

Умножим $- 4$ на $1$ .

$x = \frac{3 \pm \sqrt{9 - 4 \cdot - 1}}{2 \cdot 1}$

Этап 3.3.6.1.2.2

Умножим $- 4$ на $- 1$ .

$x = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 4}}{2 \cdot 1}$

Этап 3.3.6.1.3

Добавим $9$ и $4$ .

$x = \frac{3 \pm \sqrt{13}}{2 \cdot 1}$

Этап 3.3.6.2

Умножим $2$ на $1$ .

$x = \frac{3 \pm \sqrt{13}}{2}$

Этап 3.3.7

Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.

$x = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}, \frac{3 - \sqrt{13}}{2}$

Этап 4

Исключим решения, которые не делают $\log (x + 1) - \log (x - 2) = \log (x)$ истинным.

$x = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}$

Этап 5

Результат можно представить в различном виде.

Точная форма:

$x = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}$

Десятичная форма:

$x = 3.30277563 \dots$