Решите уравнение с неизвестными степенями 9^x+4^(x+1,5)=6^(x+1)

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения с показательными функциями приведем все степени к общему виду и преобразуем основания. 1. Упрощение выражения Исходное уравнение: 9x+4x+1,5=6x+19 to the x-th power plus 4 raised to the x plus 1 comma 5 power equals 6 raised to the x plus 1 powerИспользуем свойства степеней an+m=anama raised to the n plus m power equals a to the n-th power center dot a to the m-th power:

  • 4x+1,5=4x41,5=4x43=4x84 raised to the x plus 1 comma 5 power equals 4 to the x-th power center dot 4 raised to the 1 comma 5 power equals 4 to the x-th power center dot the square root of 4 cubed end-root equals 4 to the x-th power center dot 8 6x+1=6x61=66x6 raised to the x plus 1 power equals 6 to the x-th power center dot 6 to the first power equals 6 center dot 6 to the x-th power

Подставим эти значения в уравнение: 9x+84x=66x9 to the x-th power plus 8 center dot 4 to the x-th power equals 6 center dot 6 to the x-th power2. Приведение к однородному виду Заметим, что основания степеней представляют собой квадраты и их произведение:

  • 9x=(32)x=(3x)29 to the x-th power equals open paren 3 squared close paren to the x-th power equals open paren 3 to the x-th power close paren squared 4x=(22)x=(2x)24 to the x-th power equals open paren 2 squared close paren to the x-th power equals open paren 2 to the x-th power close paren squared 6x=(23)x=2x3x6 to the x-th power equals open paren 2 center dot 3 close paren to the x-th power equals 2 to the x-th power center dot 3 to the x-th power

Перепишем уравнение: (3x)26(3x2x)+8(2x)2=0open paren 3 to the x-th power close paren squared minus 6 center dot open paren 3 to the x-th power center dot 2 to the x-th power close paren plus 8 center dot open paren 2 to the x-th power close paren squared equals 0Это однородное уравнение второго порядка. Чтобы решить его, разделим обе части на (2x)2open paren 2 to the x-th power close paren squared (так как 2x02 to the x-th power is not equal to 0): (3x)2(2x)263x2x(2x)2+8(2x)2(2x)2=0the fraction with numerator open paren 3 to the x-th power close paren squared and denominator open paren 2 to the x-th power close paren squared end-fraction minus the fraction with numerator 6 center dot 3 to the x-th power center dot 2 to the x-th power and denominator open paren 2 to the x-th power close paren squared end-fraction plus the fraction with numerator 8 center dot open paren 2 to the x-th power close paren squared and denominator open paren 2 to the x-th power close paren squared end-fraction equals 0 Получаем: (32)2x6(32)x+8=0open paren three-halves close paren raised to the 2 x power minus 6 center dot open paren three-halves close paren to the x-th power plus 8 equals 0 3. Введение новой переменной Пусть t=(32)xt equals open paren three-halves close paren to the x-th power , где t>0t is greater than 0. Тогда уравнение принимает вид квадратного: t26t+8=0t squared minus 6 t plus 8 equals 0Решим через дискриминант или по теореме Виета:

  • Сумма корней: t1+t2=6t sub 1 plus t sub 2 equals 6 Произведение корней: t1t2=8t sub 1 center dot t sub 2 equals 8

Корни уравнения: t1=2t sub 1 equals 2 t2=4t sub 2 equals 4 4. Обратная подстановка Теперь найдем xx для каждого значения tt. Случай 1: (32)x=2open paren three-halves close paren to the x-th power equals 2 x1=log1,52x sub 1 equals log base 1 comma 5 of 2Или через натуральный логарифм: x1=ln2ln1,5x sub 1 equals the fraction with numerator l n 2 and denominator l n 1 comma 5 end-fraction Случай 2: (32)x=4open paren three-halves close paren to the x-th power equals 4 x2=log1,54x sub 2 equals log base 1 comma 5 of 4Так как 4=224 equals 2 squared, можно записать как: x2=2log1,52=2x1x sub 2 equals 2 log base 1 comma 5 of 2 equals 2 x sub 1 Ответ: x1=log1,52x sub 1 equals log base 1 comma 5 of 2 x2=log1,54x sub 2 equals log base 1 comma 5 of 4Хотите, чтобы я проверил эти корни или помог привести их к другому логарифмическому основанию (например, десятичному)?

Форма ответа

Ваш аватар