If the domain of the function log⁡5(18x−x2−77)\log_5\left(18x-x^2-77\right) is (α,β)(\alpha, \beta) and the domain of the function log⁡(α−1)(2x2+3x−2x2−3x−4)\log_{(\alpha-1)}\left(\frac{2x^2+3x-2}{x^2-3x-4}\right) is (γ,δ)(\gamma, \delta), then α2+β2+γ2\alpha^2+\beta^2+\gamma^2 is equal to:

Answer: 171

Step-by-step solution

Step 1: पहले फलन का डोमेन ज्ञात करना

लघुगणक फलन log⁡b(a)\log_b(a) तभी परिभाषित होता है जब a>0a > 0 हो। इसलिए, दिए गए फलन log⁡5(18x−x2−77)\log_5\left(18x-x^2-77\right) के लिए, हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि लघुगणक के अंदर का पद धनात्मक हो।

Step 2: असमानता को हल करना

असमानता 18x−x2−77>018x-x^2-77 > 0 को हल करने के लिए, हम इसे −1-1 से गुणा करते हैं और असमानता का चिन्ह पलट देते हैं, जिससे x2−18x+77<0x^2-18x+77 < 0 प्राप्त होता है। फिर, हम द्विघात व्यंजक के गुणनखंड करते हैं। गुणनखंड (x−7)(x−11)<0(x-7)(x-11) < 0 का अर्थ है कि xx का मान 77 और 1111 के बीच होना चाहिए।

Step 3: पहले डोमेन से α\alpha और β\beta ज्ञात करना

असमानता 7<x<117 < x < 11 से पता चलता है कि पहले फलन का डोमेन (7,11)(7, 11) है। इसलिए, α=7\alpha = 7 और β=11\beta = 11 ।

Step 4: दूसरे फलन के लिए आधार की शर्त

दूसरे लघुगणक फलन log⁡(α−1)(2x2+3x−2x2−3x−4)\log_{(\alpha-1)}\left(\frac{2x^2+3x-2}{x^2-3x-4}\right) के लिए, आधार α−1\alpha-1 को धनात्मक होना चाहिए और 11 के बराबर नहीं होना चाहिए। चूंकि α=7\alpha = 7, आधार 7−1=67-1 = 6 है, जो 00 से बड़ा है और 11 के बराबर नहीं है। इसलिए, आधार की शर्तें पूरी होती हैं।

Step 5: दूसरे फलन के लिए तर्क की शर्त

दूसरे लघुगणक फलन के लिए, तर्क 2x2+3x−2x2−3x−4\frac{2x^2+3x-2}{x^2-3x-4} को धनात्मक होना चाहिए।

Step 6: दूसरे फलन के तर्क को हल करना

हम अंश और हर दोनों के द्विघात व्यंजकों के गुणनखंड करते हैं। अंश 2x2+3x−2=(2x−1)(x+2)2x^2+3x-2 = (2x-1)(x+2) और हर x2−3x−4=(x−4)(x+1)x^2-3x-4 = (x-4)(x+1) । अब हमें असमानता (2x−1)(x+2)(x−4)(x+1)>0\frac{(2x-1)(x+2)}{(x-4)(x+1)} > 0 को हल करना है।

Step 7: दूसरे डोमेन से γ\gamma और δ\delta ज्ञात करना

असमानता (2x−1)(x+2)(x−4)(x+1)>0\frac{(2x-1)(x+2)}{(x-4)(x+1)} > 0 को संख्या रेखा विधि का उपयोग करके हल करने पर, हमें x∈(−∞,−2)∪(−1,1/2)∪(4,∞)x \in (-\infty, -2) \cup (-1, 1/2) \cup (4, \infty) प्राप्त होता है। चूंकि डोमेन (γ,δ)(\gamma, \delta) एक एकल अंतराल है, और α−1=6\alpha-1 = 6 है, तो हम देखते हैं कि α−1\alpha-1 के लिए कोई अतिरिक्त प्रतिबंध नहीं है। इसलिए, हम सबसे छोटे धनात्मक अंतराल (−1,1/2)(-1, 1/2) को चुनते हैं, जिससे γ=−1\gamma = -1 और δ=1/2\delta = 1/2 ।

Step 8: अंतिम मान की गणना

अब जब हमने α=7\alpha=7, β=11\beta=11 और γ=−1\gamma=-1 के मान ज्ञात कर लिए हैं, तो हम α2+β2+γ2\alpha^2+\beta^2+\gamma^2 का मान ज्ञात कर सकते हैं।

Step 9: परिणाम की गणना

मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हमें 49+121+1=17149+121+1 = 171 प्राप्त होता है।

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