Рассмотрим уравнение:
[
\log^2_3{x} - \log_3{x} = 2
]
Чтобы упростить его, введем замену переменной: ( y = \log_3{x} ). Тогда уравнение преобразуется в:
[
y^2 - y = 2
]
Это квадратное уравнение, которое можно записать в стандартной форме:
[
y^2 - y - 2 = 0
]
Теперь найдем корни этого уравнения. Для этого воспользуемся формулой для корней квадратного уравнения:
[
y = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
]
где ( a = 1 ), ( b = -1 ), ( c = -2 ). Подставим эти значения в формулу:
[
y = \frac{-(-1) \pm \sqrt{(-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2)}}{2 \cdot 1}
]
[
y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2}
]
[
y = \frac{1 \pm \sqrt{9}}{2}
]
[
y = \frac{1 \pm 3}{2}
]
Получаем два корня:
- ( y_1 = \frac{1 + 3}{2} = 2 )
- ( y_2 = \frac{1 - 3}{2} = -1 )
Теперь вернемся к исходной переменной ( x ). Поскольку ( y = \log_3{x} ), то:
Для ( y_1 = 2 ):
[
\log_3{x} = 2 \implies x = 3^2 = 9
]
Для ( y_2 = -1 ):
[
\log_3{x} = -1 \implies x = 3^{-1} = \frac{1}{3}
]
Таким образом, уравнение (\log^2_3{x} - \log_3{x} = 2) имеет два решения:
( x = 9 ) и ( x = \frac{1}{3} ).