Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 260 - Глава 3 (Итоговые упражнения) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 87, 88, 89
Глава: Глава 3
Параграф: Глава 3 - Итоговые упражнения
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

260 упражнение:

Решить уравнение:

1) \( 2^{x+4} + 2^{x+2} = 5^{x+1} + 3 \cdot 5^x \)

Пояснение: Приведем все слагаемые к общей степени \( 2^x \) и \( 5^x \) и используем метод деления (уравнение с разными основаниями).

  • Выносим общие множители в левой и правой частях:
    Левая часть: \( 2^{x+4} + 2^{x+2} = 2^x \cdot 2^4 + 2^x \cdot 2^2 = 2^x (16 + 4) = 20 \cdot 2^x \)

  • Правая часть: \( 5^{x+1} + 3 \cdot 5^x = 5^x \cdot 5 + 3 \cdot 5^x = 5^x (5 + 3) = 8 \cdot 5^x \)

  • Уравнение принимает вид:
    \( 20 \cdot 2^x = 8 \cdot 5^x \)

  • Делим обе части на \( 8 \cdot 2^x \) (или \( 20 \cdot 5^x \)) для приведения к виду \( a^x = b \):
    \( \frac{20}{8} = \frac{5^x}{2^x} \)

  • Упрощаем дроби:
    \( \frac{5}{2} = \left(\frac{5}{2}\right)^x \)

  • Так как \( \frac{5}{2} = \left(\frac{5}{2}\right)^1 \), то:
    \( x = 1 \)

  • Ответ: \( x = 1 \)

    2) \( 5^{2x} - 7 \cdot 5^x + 10 = 0 \)

    Пояснение: Решаем как квадратное уравнение с помощью замены переменной.

  • Перепишем: \( (5^x)^2 - 7 \cdot 5^x + 10 = 0 \)

  • Введем замену: \( t = 5^x \), \( t > 0 \).

  • Решаем квадратное уравнение: \( t^2 - 7t + 10 = 0 \)

  • Находим корни (по теореме Виета: \( t_1 \cdot t_2 = 10 \), \( t_1 + t_2 = 7 \)):
    \( t_1 = 5 \)
    \( t_2 = 2 \)

  • Оба корня положительны, возвращаемся к замене:

    • Случай 1: \( 5^x = 5 \implies 5^x = 5^1 \implies x_1 = 1 \)
    • Случай 2: \( 5^x = 2 \implies x_2 = \log_5 2 \)

    Ответ: \( x_1 = 1; \; x_2 = \log_5 2 \)

  • 3) \( 2^{x^2 - 1} - 3 \cdot 2^{x^2 - 2x} = 2^{2x^2} \)

    Пояснение: Делим обе части на \( 2^{x^2} \) или приводим к общему показателю. **Предположим, что это однородное уравнение**, и делим на наименьшую степень \( 2^{x^2-1} \).

  • Приведем все к одной части:
    \( 2^{x^2 - 1} - 3 \cdot 2^{x^2 - 2x} - 2^{2x^2} = 0 \)

  • Похоже, что это однородное уравнение второго порядка, если бы все показатели были вида \( Ax \) и \( Bx \). Делим на \( 2^{x^2} \):
    \( 2^{x^2 - 1} \cdot \frac{1}{2^{x^2}} - 3 \cdot 2^{x^2 - 2x} \cdot \frac{1}{2^{x^2}} = 2^{2x^2} \cdot \frac{1}{2^{x^2}} \)
    \( 2^{x^2 - 1 - x^2} - 3 \cdot 2^{x^2 - 2x - x^2} = 2^{2x^2 - x^2} \)
    \( 2^{-1} - 3 \cdot 2^{-2x} = 2^{x^2} \)

  • Упрощаем:
    \( \frac{1}{2} - 3 \cdot \frac{1}{(2^x)^2} = (2^x)^2 \)

  • Введем замену: \( t = (2^x)^2 \). Так как \( 2^x > 0 \), то \( t > 0 \).
    \( \frac{1}{2} - \frac{3}{t} = t \)

  • Умножим на \( 2t \) (где \( t \neq 0 \)):
    \( t - 6 = 2t^2 \)
    \( 2t^2 - t + 6 = 0 \)

  • Находим дискриминант:
    \( D = (-1)^2 - 4(2)(6) = 1 - 48 = -47 \)

  • Так как \( D < 0 \), у квадратного уравнения нет действительных корней. Следовательно, исходное уравнение не имеет решений.

  • Ответ: Решений нет.

    4) \( 4 \cdot 9^x + 12 \cdot 3^x - 16 \cdot 3^x = 0 \)

    Пояснение: Приведем к квадратному уравнению с помощью замены переменной.

  • Упростим подобные слагаемые:
    \( 4 \cdot 9^x + (12 - 16) \cdot 3^x = 0 \)
    \( 4 \cdot 9^x - 4 \cdot 3^x = 0 \)

  • Разделим на 4:
    \( 9^x - 3^x = 0 \)

  • Перепишем \( 9^x = (3^x)^2 \):
    \( (3^x)^2 - 3^x = 0 \)

  • Введем замену: \( t = 3^x \), \( t > 0 \).
    \( t^2 - t = 0 \)
    \( t(t - 1) = 0 \)

  • Находим корни:
    \( t_1 = 0 \) (посторонний, так как \( t > 0 \))
    \( t_2 = 1 \)

  • Возвращаемся к замене:
    \( 3^x = 1 \)
    \( 3^x = 3^0 \)
    \( x = 0 \)

  • Ответ: \( x = 0 \)

    Что применять при решении

    Сравнение показательных чисел
    Показательная функция \( y = a^x \) является возрастающей при \( a > 1 \) и убывающей при \( 0 < a < 1 \). Это свойство используется для сравнения чисел и решения показательных неравенств.
    Решение показательных уравнений
    Показательное уравнение \( a^{f(x)} = a^{g(x)} \) при \( a > 0, a \neq 1 \) эквивалентно уравнению \( f(x) = g(x) \).
    Метод замены переменной
    Для решения сложных показательных уравнений, которые можно привести к виду \( A \cdot (a^x)^2 + B \cdot a^x + C = 0 \), используется замена \( t = a^x \), где \( t > 0 \).

    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 Глава 3

    246 247 248 249 250 251 252 253 254 258 259 260 261 262 263 264 265
    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.