Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 222 - § 12 (Показательные уравнения) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 77, 79, 80, 81
Глава: Глава 3
Параграф: § 12 - Показательные уравнения
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

222 упражнение:

Решить уравнение:

1) \( 3^{x+3} = 7^{x+3} \)

Шаг 1: Разделим обе части на \( 7^{x+3} \) (так как \( 7^{x+3} > 0 \)):

  • \( \frac{3^{x+3}}{7^{x+3}} = 1 \)
  • \( \left(\frac{3}{7}\right)^{x+3} = 1 \)

Шаг 2: Так как \( a^0 = 1 \), приравниваем показатель к нулю:

  • \( x + 3 = 0 \)
  • \( x = -3 \)

Ответ: \( x = -3 \)

2) \( 7^{x^2} \cdot 5^x = 7 \)

Шаг 1: Разделим на 7:

  • \( 7^{x^2 - 1} \cdot 5^x = 1 \)

Шаг 2: Логарифмируем обе части по натуральному логарифму:

  • \( \ln(7^{x^2 - 1} \cdot 5^x) = \ln 1 \)
  • \( \ln(7^{x^2 - 1}) + \ln(5^x) = 0 \)
  • \( (x^2 - 1) \ln 7 + x \ln 5 = 0 \)
  • \( x^2 \ln 7 + x \ln 5 - \ln 7 = 0 \)

Шаг 3: Решаем как квадратное уравнение относительно \( x \), где \( A = \ln 7 \), \( B = \ln 5 \), \( C = -\ln 7 \):

  • Дискриминант: \( D = (\ln 5)^2 - 4(\ln 7)(-\ln 7) = (\ln 5)^2 + 4 (\ln 7)^2 \)
  • Корни: \( x = \frac{-\ln 5 \pm \sqrt{(\ln 5)^2 + 4 (\ln 7)^2}}{2 \ln 7} \)

Ответ: \( x = \frac{-\ln 5 \pm \sqrt{(\ln 5)^2 + 4 (\ln 7)^2}}{2 \ln 7} \)

3) \( 3^{x+4} = 5^{x^2} \)

Шаг 1: Логарифмируем обе части (например, по натуральному логарифму):

  • \( \ln(3^{x+4}) = \ln(5^{x^2}) \)
  • \( (x+4) \ln 3 = x^2 \ln 5 \)

Шаг 2: Сводим к квадратному уравнению, где коэффициенты выражены через логарифмы:

  • \( x \ln 3 + 4 \ln 3 = x^2 \ln 5 \)
  • \( (\ln 5) x^2 - (\ln 3) x - (4 \ln 3) = 0 \)

Шаг 3: Решаем квадратное уравнение \( A x^2 + B x + C = 0 \), где \( A = \ln 5 \), \( B = -\ln 3 \), \( C = -4 \ln 3 \):

  • Дискриминант: \( D = (-\ln 3)^2 - 4(\ln 5)(-4 \ln 3) = (\ln 3)^2 + 16 (\ln 5)(\ln 3) \)
  • Корни: \( x = \frac{\ln 3 \pm \sqrt{(\ln 3)^2 + 16 (\ln 3)(\ln 5)}}{2 \ln 5} \)

Ответ: \( x = \frac{\ln 3 \pm \sqrt{(\ln 3)^2 + 16 (\ln 3)(\ln 5)}}{2 \ln 5} \)

4) \( 2^{x+1} = 3^{x+1} \)

Шаг 1: Разделим обе части на \( 3^{x+1} \):

  • \( \left(\frac{2}{3}\right)^{x+1} = 1 \)

Шаг 2: Приравниваем показатель к нулю:

  • \( x + 1 = 0 \)
  • \( x = -1 \)

Ответ: \( x = -1 \)

Что применять при решении

Основное свойство показательных уравнений
Показательное уравнение \( a^x = a^b \), где \( a > 0 \) и \( a \ne 1 \), равносильно алгебраическому уравнению \( x = b \). Это основано на том, что степени с одинаковым основанием равны тогда и только тогда, когда равны их показатели.
Метод замены переменной (сведение к квадратному)
Уравнения вида \( A \cdot (a^x)^2 + B \cdot a^x + C = 0 \) решаются путем замены \( y = a^x \). При этом \( y \) всегда должно быть положительным, так как \( a^x > 0 \) для любого \( x \). Уравнение сводится к квадратному \( A y^2 + B y + C = 0 \).
Уравнения, решаемые логарифмированием / делением
Уравнения вида \( a^x = b^x \) (где \( a, b > 0 \)) решаются делением обеих частей на \( b^x \), что приводит к \( (\frac{a}{b})^x = 1 \). Поскольку \( (\frac{a}{b})^0 = 1 \), то решение, если \( a \ne b \), всегда \( x = 0 \). Если же уравнение имеет вид \( a^x = b \) и \( a \ne b \), то решение находится через логарифм: \( x = \log_a b \).

Задали создать проект?

Создай с помощью ИИ за 5 минут

До 90% уникальность
Готовый файл Word
15-30 страниц
Список источников по ГОСТ
Оформление по ГОСТ
Таблицы и схемы

Другие упражнения из параграфа § 12

208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 225 226 227
Уведомление об авторском праве и цитировании

ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.