73. Разные уравнения. Системы уравнений.
Здесь мы приведем примеры уравнений «смешанного типа», в которых неизвестная может одновременно входить и под знак корня, и под знак логарифма, и в показатель степени, а также примеры систем уравнений рассматриваемых типов.
Пример 1. Решить уравнения:
Решение, а) По определению логарифма получаем
Отсюда
. Но
. Поэтому
, и, следовательно,
, откуда
. Оба эти числа служат решениями данного уравнения.
б) По свойству 8 п. 27 имеем
Следовательно, данное уравнение можно переписать так;
Обозначим
и получим для
квадратное уравнение
с корнями
. Для определения
получим два уравнения:
Из первого находим
а из второго
. Итак, данное уравнение имеет два корня:
.
в) Если равны степени с одинаковыми показателями, то отсюда можно заключить., что основания равны друг другу или показатели равны нулю. Из первого предположения находим
, а из второго
. Решая эти два уравнения, определяем следующие три корня данного уравнения:
Пример 2. Решить уравнение
Решение. Уравнение можно переписать в виде
Оно будет удовлетворяться в двух случаях: при равенстве показателей степени:
и при равенстве основания степени единице:
Первая из этих возможностей приводит к уравнению относительно неизвестной
имеющему решения
. Для
это дает два корня:
.
Вторая возможность осуществляется при
или
Значение
не входит в
данного уравнения, значение же
удовлетворяет уравнению. Итак, уравнение (73.1) имеет три корня:
Пример 3. Решить следующие системы уравнений:
Решение, а) Имеем
. Потенцируя первое уравнение системы, найдем
Второе уравнение системы запишется как квадратное уравнение относительно у:
Его положительный корень
(отрицательный корень не входит в о.д.з. данной системы). Для х получаем два значения:
, из которых отрицательное отбрасываем. Единственное решение системы: (2, 4).
б) Второе уравнение системы может быть записано в виде
и дает
Рассмотрение первого уравнения системы распадается на два случая:
В первом случае приходим к решению системы (1, 4).
Во втором имеем, с учетом равенства
уравнение для
Второе решение системы есть (4, 7).
в) Заметим, что
. Поэтому, положив
, приведем первое уравнение системы к уравнению
которое сводится к квадратному относительно
. Из него получим
Значит,
или
откуда
или
Второе уравнение данной системы теперь можно записать так:
или
. Первое уравнение имеет единственный действительный корень
по нему находим
Второе уравнение возведем в квадрат и получим уравнение
с единственным действительным корнем
откуда
Итак, данная система имеет два решения: (4, 2) и (2, 4).
г) Перепишем уравнения системы в виде
и прологарифмируем каждое из них по основанию 10:
Из первого уравнения выразим
Подставим это выражение в правую часть второго из уравнений (73.2) и после несложных преобразований получим
Отсюда
и так как второй сомножитель левой части, очевидно, отличен от нуля, то
откуда
для у имеем
.
Единственное решение системы — точка
Упражнения
1. Решить уравнения:
2. Решить уравнения:
3. Решить уравнения:
4. Решить уравнения:
5. Решить системы уравнений: