Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела физтех
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#67589

Некоторые числа x  и y  удовлетворяют равенствам

  4
log3x +6logx 3= logx2 243− 8

  4                  (11)
log3(5y)+2log5y3 =log25y23   − 8

Найдите все возможные значения произведения xy.

Источники: Физтех-2023, 11.5 (см. olymp-online.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Сразу видно, что логарифмы связаны между собой, что можно сделать для дальнейшего удобства?

Подсказка 2

Сделать замены! Введем 2 переменные (для каждого из равенств) и запишем условие с учётом замены. Получится 2 уравнения 4 степени, от которых можно равносильно перейти к уравнениям 5ой степени. Корни совсем неочевидны, да и, казалось, нам необязательно искать их точно - достаточно найти какую-то связь между переменными, чтобы ответить на вопрос задачи) Что нам помогает при исследовании корней уравнения больших степеней?

Подсказка 3

Производная! С помощью неё можно, к примеру, что-то узнать про количество корней уравнения. Помним, что уравнение нечетной степени имеет не менее одного корня. Что тогда можно сказать про корни уравнений?

Подсказка 4

Производные положительны, уравнение нечетной степени, значит уравнения имеют ровно по одному корню! Замечаем связь между коэффициентами уравнений. Что тогда можно сказать про корни?

Подсказка 5

Корни противоположны! Остаётся лишь сделать обратную замену, из которой xy находится несложно!

Показать ответ и решение

Обозначим logx =u
  3  , log (5y)= v.
  3  Так как

       -1--- 1
logx3 = log3x = u,

logx2243= 5logx3 = 5-,
         2       2u

log5y3= ---1-- =-1,
       log3(5y)  v

       11   11       11
log25y2(3 )=  2 log5y3 =2v,

то исходные уравнения можно записать в виде

(                      (
{ u4+ 6u = 52u-− 8        { 2u5+ 16u+ 7= 0
( v4+ 2 = 11-− 8   ⇐⇒   ( 2v5+16v− 7= 0
      v   2v

Рассмотрим первое уравнение системы. Возьмём производную от левой части, получим

(2u5+ 16u +7)′ = 10u4+ 16> 0

Т.е. в левой части стоит возрастающая функция, а в правой части число, поэтому уравнение имеет не более одного решения. С другой стороны, любой многочлен нечётной степени имеет по крайней мере один действительный корень. Отсюда следует, что уравнение имеет ровно одно решение.

Аналогично рассмотрим второе уравнение:

(2v5+ 16v − 7)′ = 10v4+ 16> 0

Значит, аналогично с первым уравнением, второе уравнение имеет ровно одно решение. Если во втором уравнении сделать замену v =− w,  то оно принимает вид

−2w5− 16w− 7= 0  ⇐⇒   2w5 +16w +7 =0

Это эквивалентно первому уравнению. Это означает, что корни уравнений противоположны, следовательно, их сумма равна нулю. Тогда

u+ v = 0 ⇐⇒   log3x+ log3(5y)= 0 ⇐ ⇒   log3(5xy)=0

5xy =1  ⇐ ⇒  xy = 15
Ответ:

 1
5

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!