Для решения уравнения ( \log^2_5 x + \log_5 x = 2 ) введём замену переменной. Пусть ( y = \log_5 x ). Тогда уравнение перепишется в виде:
[ y^2 + y = 2. ]
Это квадратное уравнение, которое можно решить стандартным способом. Перепишем его в стандартной форме:
[ y^2 + y - 2 = 0. ]
Теперь найдем корни этого квадратного уравнения, используя формулу для корней квадратного уравнения ( y = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ), где ( a = 1 ), ( b = 1 ), и ( c = -2 ). Подставим эти значения в формулу:
[ y = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2)}}{2 \cdot 1}. ]
[ y = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2}. ]
[ y = \frac{-1 \pm \sqrt{9}}{2}. ]
[ y = \frac{-1 \pm 3}{2}. ]
Теперь у нас есть два возможных значения для ( y ):
- ( y = \frac{-1 + 3}{2} = 1 ).
- ( y = \frac{-1 - 3}{2} = -2 ).
Теперь вернемся к переменной ( x ), зная, что ( y = \log_5 x ).
Если ( y = 1 ), то ( \log_5 x = 1 ). Это означает, что ( x = 5^1 = 5 ).
Если ( y = -2 ), то ( \log_5 x = -2 ). Это означает, что ( x = 5^{-2} = \frac{1}{25} ).
Таким образом, уравнение имеет два решения: ( x = 5 ) и ( x = \frac{1}{25} ).