Ошибка в том, что упущен модуль и не учтена область определения логарифма. Анализ областей определения: - ln(x2) \ln(x^2)ln(x2) определён для всех xxx таких, что x2>0x^2>0x2>0, т.е. для x≠0x\neq0x=0. - 2lnx2\ln x2lnx определён только для x>0x>0x>0. Поэтому тождество ln(x2)=2lnx \ln(x^2)=2\ln xln(x2)=2lnx справедливо не для всех xxx, а только для x>0x>0x>0. Корректная формулировка и вывод: x2=(∣x∣)2x^2=(|x|)^2x2=(∣x∣)2, значит ln(x2)=ln(∣x∣2)=2ln∣x∣
\ln(x^2)=\ln\bigl(|x|^2\bigr)=2\ln|x| ln(x2)=ln(∣x∣2)=2ln∣x∣
при всех x≠0x\neq0x=0. Пример ошибки: для x=−1x=-1x=−1 левая часть ln((−1)2)=ln1=0\ln((-1)^2)=\ln1=0ln((−1)2)=ln1=0, а правая 2ln(−1)2\ln(-1)2ln(−1) не определена в R\mathbb{R}R.
Анализ областей определения:
- ln(x2) \ln(x^2)ln(x2) определён для всех xxx таких, что x2>0x^2>0x2>0, т.е. для x≠0x\neq0x=0.
- 2lnx2\ln x2lnx определён только для x>0x>0x>0.
Поэтому тождество ln(x2)=2lnx \ln(x^2)=2\ln xln(x2)=2lnx справедливо не для всех xxx, а только для x>0x>0x>0.
Корректная формулировка и вывод:
x2=(∣x∣)2x^2=(|x|)^2x2=(∣x∣)2, значит
ln(x2)=ln(∣x∣2)=2ln∣x∣ \ln(x^2)=\ln\bigl(|x|^2\bigr)=2\ln|x|
ln(x2)=ln(∣x∣2)=2ln∣x∣ при всех x≠0x\neq0x=0. Пример ошибки: для x=−1x=-1x=−1 левая часть ln((−1)2)=ln1=0\ln((-1)^2)=\ln1=0ln((−1)2)=ln1=0, а правая 2ln(−1)2\ln(-1)2ln(−1) не определена в R\mathbb{R}R.