Рассмотрим уравнение ( x^{\log_2 5} + 5^{\log_2 x} = 10 ).
Это уравнение выглядит сложным из-за наличия логарифмов в степенях, но его можно упростить, используя свойства степеней и логарифмов.
Замена переменных
Попробуем сделать замену переменных для упрощения уравнения. Пусть:
[ a = \log_2 x ]
Тогда:
[ x = 2^a ]
Теперь подставим обратно в уравнение:
( x^{\log_2 5} = (2^a)^{\log_2 5} = 2^{a \cdot \log_2 5} = 5^a )
( 5^{\log_2 x} = 5^a )
Теперь уравнение становится:
[ 5^a + 5^a = 10 ]
[ 2 \cdot 5^a = 10 ]
Разделим обе стороны на 2:
[ 5^a = 5 ]
Таким образом, ( a = 1 ).
Найдем ( x )
Мы знаем, что:
[ a = \log_2 x = 1 ]
Отсюда:
[ x = 2^1 = 2 ]
Проверка
Подставим ( x = 2 ) обратно в исходное уравнение, чтобы убедиться в корректности:
[ x^{\log_2 5} + 5^{\log_2 x} = 2^{\log_2 5} + 5^{\log_2 2} ]
Поскольку ( \log_2 5 ) соответствует степени, при которой основание 2 станет 5, и поскольку ( \log_2 2 = 1 ), то:
[ 2^{\log_2 5} = 5 ]
[ 5^{\log_2 2} = 5 ]
Таким образом:
[ 5 + 5 = 10 ]
Уравнение выполняется, следовательно, ( x = 2 ) — правильное решение.