解方程 1log⁡93+log⁡3(2x+6)=log⁡3(1−x)+1\frac{1}{\log_9 3} + \log_3(2x + 6) = \log_{\sqrt{3}}(1 - x) + 1。

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完整解法

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1. Evaluate the constant term involving logarithms.

1log⁡93=log⁡39=2\frac{1}{\log_9 3} = \log_3 9 = 2

The equation becomes:
2+log⁡3(2x+6)=log⁡3(1−x)+12 + \log_3(2x + 6) = \log_{\sqrt{3}}(1 - x) + 1
1+log⁡3(2x+6)=log⁡3(1−x)1 + \log_3(2x + 6) = \log_{\sqrt{3}}(1 - x)

2. Change the base of the logarithm on the right-hand side to base 3.

log⁡3(1−x)=log⁡3(1−x)log⁡33=log⁡3(1−x)12=2log⁡3(1−x)\log_{\sqrt{3}}(1 - x) = \frac{\log_3(1 - x)}{\log_3 \sqrt{3}} = \frac{\log_3(1 - x)}{\frac{1}{2}} = 2\log_3(1 - x)

3. Combine the logarithmic terms into a single equation.

1+log⁡3(2x+6)=2log⁡3(1−x)1 + \log_3(2x + 6) = 2\log_3(1 - x)
log⁡33+log⁡3(2x+6)=log⁡3(1−x)2\log_3 3 + \log_3(2x + 6) = \log_3(1 - x)^2
log⁡3(3(2x+6))=log⁡3(x2−2x+1)\log_3(3(2x + 6)) = \log_3(x^2 - 2x + 1)
log⁡3(6x+18)=log⁡3(x2−2x+1)\log_3(6x + 18) = \log_3(x^2 - 2x + 1)

4. Equate the arguments and form a quadratic equation.

6x+18=x2−2x+16x + 18 = x^2 - 2x + 1
x2−8x−17=0x^2 - 8x - 17 = 0

5. Solve the quadratic equation and check for valid solutions.

x=−(−8)±(−8)2−4(1)(−17)2(1)x = \frac{-(-8) \pm \sqrt{(-8)^2 - 4(1)(-17)}}{2(1)}
x=8±64+682x = \frac{8 \pm \sqrt{64 + 68}}{2}
x=8±1322=8±2332=4±33x = \frac{8 \pm \sqrt{132}}{2} = \frac{8 \pm 2\sqrt{33}}{2} = 4 \pm \sqrt{33}

For the logarithms to be defined, we need 2x+6>0  ⟹  x>−32x + 6 > 0 \implies x > -3 and 1−x>0  ⟹  x<11 - x > 0 \implies x < 1.
Since 4+33≈9.74>14 + \sqrt{33} \approx 9.74 > 1, we reject x=4+33x = 4 + \sqrt{33}.
Since 4−33≈−1.744 - \sqrt{33} \approx -1.74, which satisfies −3<x<1-3 < x < 1, it is a valid solution.

答案

x=4−33x = 4 - \sqrt{33}

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