№17695

Экзамены с этой задачей:

Предмет и тема: Математика, Арифметика и начала Алгебры, Основы элементарной алгебры, Алгебра и начала анализа, Показательная функция, Показательные и логарифмические уравнения, смешанные логарифмические и показательные выражения и уравнения,

Задача в следующих классах: 10 класс

Сложность задачи : 3

Задача встречается в следующей книге: Егерев В. К., Зайцев В. В., Кордемский Б. А., Маслова Т. Н., Орловская И. Ф., Позойский Р. И., Ряховская Г. С., Сканави М. И. Сборник задач по математике для конкурсных экзаменов во ВТУЗы / Под общей редакцией М. И. Сканави. — М.: Высшая школа, 1969. — 382 с.

Условие

Упростить выражения: \( \left ( \left ( \log _{b}^{4}a+\log _{a}^{4}b+2 \right )^{1/2}+2 \right )^{1/2}-\log _{b}a-\log _{a}b \)

Ответ

\( -2\left ( \log _{b}a+\log _{a}b \right ) )\, если \( \left\{\begin{matrix} a> 1, & & \\ 0< b< 1 & & \end{matrix}\right )\ или \( \left\{\begin{matrix} 0< a< 1, & & \\ b> 1 & & \end{matrix}\right )\ и 0, если \( \left\{\begin{matrix} 0< a< 1, & & \\ 0< b< 1 & & \end{matrix}\right )\, или \( \left\{\begin{matrix} a> 1, & & \\ b> 1 & & \end{matrix}\right )\

Решение № 17693:

\(\left ( \left ( \log _{b}^{4}a+\log _{a}^{4}b+2 \right )^{1/2}+2 \right )^{1/2}-\log _{b}a-\log _{a}b=\left ( \left ( \log _{b}^{4}a+\frac{1}{\log _{b}^{4}a}+2 \right )^{1/2}+2 \right )^{1/2}-\log _{b}a-\frac{1}{\log _{b}a}=\sqrt{\sqrt{\frac{\log _{b}^{8}a+2\log _{b}^{4}a+1}{\log _{b}^{4}a}}+2}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}=\sqrt{\sqrt{\left ( \frac{\log _{b}^{4}a+1}{\log _{b}^{2}a} \right )^{2}}+2}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}=\sqrt{\frac{\log _{b}^{4}a+1}{\log _{b}^{2}a}+2}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}=\sqrt{\frac{\log _{b}^{4}a+2\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}^{2}a}}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}^a}=\sqrt{\left ( \frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}^a} \right )^{2}}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}=\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\left | \log _{b}a \right |}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a} \) Таким образом, получаем два случая: \( \left\{\begin{matrix} \log _{b}a< 0\) или \( \left\{\begin{matrix} 0< b< 1, & & \\ a> 1 & & \end{matrix}\right. \cup \left\{\begin{matrix} b> 1, & & \\ 0< a< 1; & & \end{matrix}\right. & & \\ -\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}=\frac{-2\left ( \log _{b}^{2}a+1 \right )}{\log _{b}a}=-2\left ( \log _{b}a+\log _{a}b \right ); & & \end{matrix}\right. \left\{\begin{matrix} \log _{b}a> 0\) или \( \left\{\begin{matrix} 0< b< 1, & & \\ 0< a< 1 & & \end{matrix}\right. \cup \left\{\begin{matrix} b> 1, & & \\ a> 1; & & \end{matrix}\right. & & \\ \frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}-\frac{\log _{b}^{2}a+1}{\log _{b}a}=0 & & \end{matrix}\right. \)