Для решения уравнения ( \log^23(x-1) - 2 \log{\frac{1}{3}}\left(\frac{9}{x-1}\right) = 2^{\log_2(7)} ), разберем его по частям и упростим выражения.
- Преобразуем правую часть уравнения:
[ 2^{\log_2(7)} = 7 ]
Это следует из свойства логарифмов: ( a^{\log_a(b)} = b ).
Теперь уравнение принимает вид:
[ \log^23(x-1) - 2 \log{\frac{1}{3}}\left(\frac{9}{x-1}\right) = 7 ]
Упростим второе логарифмическое выражение:
[ \log{\frac{1}{3}}\left(\frac{9}{x-1}\right) ]
Вспомним, что (\log{\frac{1}{3}}(a) = -\log3(a)). Таким образом,
[ \log{\frac{1}{3}}\left(\frac{9}{x-1}\right) = -\log_3\left(\frac{9}{x-1}\right) ]
Преобразуем (\log_3\left(\frac{9}{x-1}\right)):
[ \log_3\left(\frac{9}{x-1}\right) = \log_3(9) - \log_3(x-1) ]
Поскольку (\log_3(9) = 2),
[ \log_3\left(\frac{9}{x-1}\right) = 2 - \log_3(x-1) ]
Теперь заменим в исходном уравнении:
[ \log^2_3(x-1) - 2(-\log_3(2 - \log_3(x-1))) = 7 ]
[ \log^2_3(x-1) + 2(2 - \log_3(x-1)) = 7 ]
[ \log^2_3(x-1) + 4 - 2\log_3(x-1) = 7 ]
[ \log^2_3(x-1) - 2\log_3(x-1) + 4 = 7 ]
[ \log^2_3(x-1) - 2\log_3(x-1) - 3 = 0 ]
- Решим квадратное уравнение относительно (\log_3(x-1)):
Обозначим (\log_3(x-1) = t). Тогда уравнение примет вид:
[ t^2 - 2t - 3 = 0 ]
Это квадратное уравнение можно решить методом разложения на множители:
[ t^2 - 2t - 3 = (t - 3)(t + 1) = 0 ]
Следовательно, ( t = 3 ) или ( t = -1 ).
- Найдем ( x ) для каждого значения ( t ):
Если ( t = 3 ):
[ \log_3(x-1) = 3 ]
[ x - 1 = 3^3 ]
[ x - 1 = 27 ]
[ x = 28 ]
Если ( t = -1 ):
[ \log_3(x-1) = -1 ]
[ x - 1 = 3^{-1} ]
[ x - 1 = \frac{1}{3} ]
[ x = \frac{1}{3} + 1 ]
[ x = \frac{4}{3} ]
Таким образом, уравнение имеет два решения:
[ x = 28 ]
[ x = \frac{4}{3} ]
Ответ: ( x = 28 ) или ( x = \frac{4}{3} ).