Решение:
а) Рассмотрим исходное уравнение: log2(∣x−1∣+2)=3−log0,5(∣x−1∣−1).
Для начала определим область допустимых значений переменной. Аргументы логарифмов должны быть строго положительными:
{∣x−1∣+2>0∣x−1∣−1>0
Первое неравенство выполняется при любых x, так как модуль — величина неотрицательная. Из второго получаем:
∣x−1∣>1
Это равносильно совокупности:
x−1>1 или x−1<−1
x>2 или x<0
Таким образом, ОДЗ: x∈(−∞;0)∪(2;+∞).
Преобразуем уравнение, приведя логарифмы к одному основанию. Заметим, что 0,5=2−1, тогда:
log2(∣x−1∣+2)=3−−11log2(∣x−1∣−1)
log2(∣x−1∣+2)=3+log2(∣x−1∣−1)
Перенесем логарифмы в одну часть и воспользуемся свойством разности логарифмов:
log2(∣x−1∣+2)−log2(∣x−1∣−1)=3
log2∣x−1∣−1∣x−1∣+2=3
По определению логарифма:
∣x−1∣−1∣x−1∣+2=23=8
Для удобства введем замену t=∣x−1∣, где t>1 согласно ОДЗ:
t−1t+2=8
t+2=8(t−1)
t+2=8t−8
7t=10
t=710
Вернемся к переменной x:
∣x−1∣=710
Это уравнение распадается на два случая:
1) x−1=710⇒x=1+710=717=273
2) x−1=−710⇒x=1−710=−73
Оба полученных значения входят в область допустимых значений.
б) Выясним, какие из корней принадлежат отрезку [−0,5;2,2].
Проверим корень x=717:
Сравним 717 и 2,2=1022=511.
717∨511⇒85>77. Значит, 273>2,2, корень не подходит.
Проверим корень x=−73:
Сравним −0,5=−21 и −73.
−21∨−73⇒−7<−6. Значит, −0,5<−73.
Так как −73<0, а 0<2,2, то корень −73 лежит внутри заданного промежутка.
Ответ: а) −73;717; б) −73
Источник: ФИПИ