違います
log₃x=tと置いてみましょう
(log₃x)²=t²
log₃x²=2log₃x=2t
t²=2tは恒等式ではないので成り立たない
(t=0,2すなわちx=1,9のときのみ成立)
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(log₃x)²=t²
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