Давайте подробно разберем данный пример:
У нас есть уравнение:
[
\log{\sqrt{3}}(x) + \log{9}(x) = 10
]
Шаг 1. Замена оснований логарифмов
Для удобства решения применим формулу перехода к новому основанию:
[
\log_{a}(b) = \frac{\log{b}}{\log{a}}
]
Для первого логарифма, (\log{\sqrt{3}}(x)), и второго логарифма, (\log{9}(x)), сделаем замену оснований:
[
\log{\sqrt{3}}(x) = \frac{\log{x}}{\log{\sqrt{3}}}, \quad \log{9}(x) = \frac{\log{x}}{\log{9}}
]
Подставим это в исходное уравнение:
[
\frac{\log{x}}{\log{\sqrt{3}}} + \frac{\log{x}}{\log{9}} = 10
]
Шаг 2. Упрощение выражений
Теперь заметим, что (\sqrt{3} = 3^{1/2}), а (9 = 3^{2}). Логарифмы оснований можно упростить, используя свойства логарифмов:
[
\log{\sqrt{3}} = \log{(3^{1/2})} = \frac{1}{2} \log{3}, \quad \log{9} = \log{(3^{2})} = 2 \log{3}
]
Подставим эти значения в уравнение:
[
\frac{\log{x}}{\frac{1}{2} \log{3}} + \frac{\log{x}}{2 \log{3}} = 10
]
Упростим дроби, перевернув знаменатели:
[
\frac{2 \log{x}}{\log{3}} + \frac{\log{x}}{2 \log{3}} = 10
]
Шаг 3. Приведение к общему знаменателю
Общий знаменатель для дробей — (2 \log{3}). Приведем обе дроби к общему знаменателю:
[
\frac{4 \log{x}}{2 \log{3}} + \frac{\log{x}}{2 \log{3}} = 10
]
Сложим числители:
[
\frac{4 \log{x} + \log{x}}{2 \log{3}} = 10
]
[
\frac{5 \log{x}}{2 \log{3}} = 10
]
Шаг 4. Избавляемся от дробей
Умножим обе стороны уравнения на (2 \log{3}), чтобы избавиться от знаменателя:
[
5 \log{x} = 20 \log{3}
]
Разделим обе стороны на 5:
[
\log{x} = 4 \log{3}
]
Шаг 5. Применяем свойства логарифмов
Используем свойство логарифмов: (a \log{b} = \log{b^{a}}). Тогда:
[
\log{x} = \log{3^{4}}
]
Это означает, что:
[
x = 3^{4}
]
Шаг 6. Окончательный результат
Вычислим (3^{4}):
[
x = 81
]
Ответ:
[
x = 81
]