解方程 3log⁡5y−log⁡y5=23\log_5 y - \log_y 5 = 2。

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完整解法

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1. Apply the change of base formula to express all logarithms in the same base.

log⁡y5=1log⁡5y\log_y 5 = \frac{1}{\log_5 y}

The equation becomes:
3log⁡5y−1log⁡5y=23\log_5 y - \frac{1}{\log_5 y} = 2

2. Use substitution to form a quadratic equation.

Let u=log⁡5yu = \log_5 y.
3u−1u=23u - \frac{1}{u} = 2
3u2−1=2u3u^2 - 1 = 2u
3u2−2u−1=03u^2 - 2u - 1 = 0

3. Solve the quadratic equation for $u$.

(3u+1)(u−1)=0(3u + 1)(u - 1) = 0
u=−13u = -\frac{1}{3} or u=1u = 1

4. Solve for $y$ and check validity.

When u=1u = 1:
log⁡5y=1  ⟹  y=51=5\log_5 y = 1 \implies y = 5^1 = 5

When u=−13u = -\frac{1}{3}:
log⁡5y=−13  ⟹  y=5−13\log_5 y = -\frac{1}{3} \implies y = 5^{-\frac{1}{3}} (or 153\frac{1}{\sqrt[3]{5}})

Both values are positive and y≠1y \neq 1, so both are valid.

答案

y=5y = 5 or y=5−13y = 5^{-\frac{1}{3}}

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