Найдите корень уравнения ${\log }_{5}(20-x)=2.$
Ответ: $-5$.
Решение
Неизвестное находится в аргументе логарифма. Логарифм определён только для положительного аргумента, поэтому сначала запишем ограничение:
$$-x+20>0$$
Вычтем $20$ из обеих частей неравенства:
$$-x>-20$$
Разделим обе части на $-1$. Это отрицательное число, поэтому знак неравенства меняется на противоположный.
$$x<\frac{-20}{-1}=20$$
По определению $\log_{5}u=2$ означает: чтобы получить число $u$, надо возвести $5$ в степень $2$. Поэтому:
$$-x+20=5^{2}$$
Вычислим степень последовательным умножением на основание:
$$5^{2}=5\cdot5=25$$
$$5^{2}=25$$
Теперь неизвестное входит в уравнение только в первой степени:
$$-x+20=25$$
Вычтем $20$ из обеих частей, чтобы оставить слагаемое с $x$ отдельно:
$$-x=25-20=5$$
Разделим обе части на коэффициент $-1$ перед $x$:
$$x=\frac{5}{-1}=-5$$
Проверим аргумент логарифма:
$$(-1)\cdot(-5)+20=25$$
Он положителен. Полученное число равно $5^{2}$, поэтому его логарифм по основанию $5$ равен $2$.
Ответ: $-5$.