Рассмотрим по очереди каждое уравнение.
1. Уравнение: (\log_5 x + \log_x 5 = 2.5)
Для решения этого уравнения начнем с упрощения выражений. Обозначим (\log_5 x = a).
Тогда:
[
\log_x 5 = \frac{1}{\log_5 x} = \frac{1}{a}
]
Уравнение примет вид:
[
a + \frac{1}{a} = 2.5
]
Умножим обе части на (a) для удобства:
[
a^2 + 1 = 2.5a
]
Приведем уравнение к стандартному квадратному виду:
[
a^2 - 2.5a + 1 = 0
]
Решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта (D):
[
D = b^2 - 4ac = (2.5)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1 = 6.25 - 4 = 2.25
]
Корни уравнения:
[
a_{1,2} = \frac{2.5 \pm \sqrt{2.25}}{2} = \frac{2.5 \pm 1.5}{2}
]
Таким образом, получаем два корня:
[
a_1 = \frac{4}{2} = 2 \quad \text{и} \quad a_2 = \frac{1}{2}
]
Вернемся к нашему обозначению (\log_5 x = a):
Если (\log_5 x = 2), то (x = 5^2 = 25).
Если (\log_5 x = \frac{1}{2}), то (x = 5^{1/2} = \sqrt{5}).
Тогда, решения уравнения будут (x = 25) или (x = \sqrt{5}).
2. Уравнение: (\lg^2 x - 2 \lg x^2 + 3 = 0)
Начнем с упрощения выражения. Заметим, что (\lg x^2 = 2 \lg x). Тогда уравнение примет вид:
[
\lg^2 x - 2 \cdot 2 \lg x + 3 = 0
]
[
\lg^2 x - 4 \lg x + 3 = 0
]
Обозначим (\lg x = t), тогда уравнение примет вид:
[
t^2 - 4t + 3 = 0
]
Решим это квадратное уравнение:
[
D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 3 = 16 - 12 = 4
]
Корни уравнения:
[
t_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 \pm \sqrt{4}}{2} = \frac{4 \pm 2}{2}
]
Таким образом, получаем два корня:
[
t_1 = \frac{6}{2} = 3 \quad \text{и} \quad t_2 = \frac{2}{2} = 1
]
Вернемся к нашему обозначению (\lg x = t):
Если (\lg x = 3), то (x = 10^3 = 1000).
Если (\lg x = 1), то (x = 10^1 = 10).
Тогда, решения уравнения будут (x = 1000) или (x = 10).
Итог
Для первого уравнения (\log_5 x + \log_x 5 = 2.5) решения: (x = 25) и (x = \sqrt{5}).
Для второго уравнения (\lg^2 x - 2 \lg x^2 + 3 = 0) решения: (x = 1000) и (x = 10).