4 в степени икс плюс 2 степени икс плюс один равно 80

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения 4x+2x+1=804 to the x-th power plus 2 raised to the x plus 1 power equals 80 воспользуемся методом введения новой переменной. 1. Преобразование уравнения Сначала приведем все степени к одному основанию — числу 2:

  • Заметим, что 4x=(22)x=22x4 to the x-th power equals open paren 2 squared close paren to the x-th power equals 2 raised to the 2 x power. Используя свойства степеней, разложим второй член: 2x+1=2x21=22x2 raised to the x plus 1 power equals 2 to the x-th power center dot 2 to the first power equals 2 center dot 2 to the x-th power.

Теперь уравнение выглядит так: 22x+22x=802 raised to the 2 x power plus 2 center dot 2 to the x-th power equals 802. Замена переменной Пусть 2x=t2 to the x-th power equals t. Важно помнить, что показательная функция всегда положительна, поэтому t>0t is greater than 0. Подставим tt в уравнение: t2+2t=80t squared plus 2 t equals 80Перенесем все члены в левую часть, чтобы получить квадратное уравнение: t2+2t80=0t squared plus 2 t minus 80 equals 03. Решение квадратного уравнения Решим уравнение через дискриминант или по теореме Виета.

  • Дискриминант ( Dcap D):
    D=b24ac=2241(-80)=4+320=324cap D equals b squared minus 4 a c equals 2 squared minus 4 center dot 1 center dot open paren negative 80 close paren equals 4 plus 320 equals 324 D=324=18the square root of cap D end-root equals the square root of 324 end-root equals 18 Корни ( tt):
    t1=-2+182=162=8t sub 1 equals the fraction with numerator negative 2 plus 18 and denominator 2 end-fraction equals sixteen-halves equals 8 t2=-2182=-202=-10t sub 2 equals the fraction with numerator negative 2 minus 18 and denominator 2 end-fraction equals negative 20 over 2 end-fraction equals negative 10

4. Обратная замена Вернемся к переменной xx, учитывая условие t>0t is greater than 0:

  1. Для t1=8t sub 1 equals 8:
    2x=82 to the x-th power equals 8Так как 8=238 equals 2 cubed, то:
    2x=23x=32 to the x-th power equals 2 cubed ⟹ x equals 3 Для t2=-10t sub 2 equals negative 10:
    2x=-102 to the x-th power equals negative 10Показательная функция не может принимать отрицательные значения, поэтому здесь решений нет.

Ответ: x=3x equals 3 Хотите, чтобы я решил другое подобное уравнение или проверил ваше решение?

Форма ответа

Ваш аватар