Номер 2.18, страница 20 - гдз по алгебре 11 класс учебник Мерзляк, Номировский

Авторы: Мерзляк А. Г., Номировский Д. А., Полонский В. Б., Якир М. С.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2016 - 2025
Уровень обучения: базовый
Цвет обложки: синий, зелёный
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Математика. Алгебра и начала математического анализа
Популярные ГДЗ в 11 классе
Упражнения. § 2. Показательные уравнения. Глава 1. Показательная и логарифмическая функции - номер 2.18, страница 20.
№2.18 (с. 20)
Учебник. №2.18 (с. 20)
скриншот условия

2.18. Решите уравнение:
1) $4 \cdot 9^x - 7 \cdot 12^x + 3 \cdot 16^x = 0;$
2) $5 \cdot 2^{x+2} \cdot 5^x = 7 \cdot 10^{\frac{x}{2}};$
Решение. №2.18 (с. 20)

Решение 2. №2.18 (с. 20)
1) $4 \cdot 9^x - 7 \cdot 12^x + 3 \cdot 16^x = 0$
Это однородное показательное уравнение. Заметим, что $9^x = (3^2)^x = (3^x)^2$, $16^x = (4^2)^x = (4^x)^2$ и $12^x = (3 \cdot 4)^x = 3^x \cdot 4^x$.
Перепишем уравнение в виде:
$4 \cdot (3^x)^2 - 7 \cdot 3^x \cdot 4^x + 3 \cdot (4^x)^2 = 0$
Поскольку $16^x = (4^x)^2$ всегда больше нуля ($16^x > 0$ при любом $x$), мы можем разделить обе части уравнения на $16^x$:
$4 \cdot \frac{(3^x)^2}{(4^x)^2} - 7 \cdot \frac{3^x \cdot 4^x}{(4^x)^2} + 3 \cdot \frac{(4^x)^2}{(4^x)^2} = 0$
$4 \cdot \left(\frac{3}{4}\right)^{2x} - 7 \cdot \left(\frac{3}{4}\right)^x + 3 = 0$
Сделаем замену переменной. Пусть $t = \left(\frac{3}{4}\right)^x$. Так как показательная функция с положительным основанием всегда положительна, то $t > 0$. Уравнение принимает вид квадратного:
$4t^2 - 7t + 3 = 0$
Решим это квадратное уравнение. Дискриминант:
$D = b^2 - 4ac = (-7)^2 - 4 \cdot 4 \cdot 3 = 49 - 48 = 1$
Корни уравнения:
$t_1 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{7 - 1}{2 \cdot 4} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4}$
$t_2 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{7 + 1}{2 \cdot 4} = \frac{8}{8} = 1$
Оба корня положительны, поэтому подходят под условие $t > 0$. Вернемся к исходной переменной $x$.
1. При $t = \frac{3}{4}$:
$\left(\frac{3}{4}\right)^x = \frac{3}{4}$
$\left(\frac{3}{4}\right)^x = \left(\frac{3}{4}\right)^1$
$x_1 = 1$
2. При $t = 1$:
$\left(\frac{3}{4}\right)^x = 1$
$\left(\frac{3}{4}\right)^x = \left(\frac{3}{4}\right)^0$
$x_2 = 0$
Ответ: $0; 1$.
2) $5 \cdot 2^x + 2 \cdot 5^x = 7 \cdot 10^{\frac{x}{2}}$
Это также показательное уравнение, которое можно свести к однородному. Представим члены уравнения через степени с показателем $\frac{x}{2}$:
$2^x = (2^{\frac{x}{2}})^2$
$5^x = (5^{\frac{x}{2}})^2$
$10^{\frac{x}{2}} = (2 \cdot 5)^{\frac{x}{2}} = 2^{\frac{x}{2}} \cdot 5^{\frac{x}{2}}$
Подставим эти выражения в исходное уравнение:
$5 \cdot (2^{\frac{x}{2}})^2 + 2 \cdot (5^{\frac{x}{2}})^2 = 7 \cdot 2^{\frac{x}{2}} \cdot 5^{\frac{x}{2}}$
Перенесем все члены в левую часть:
$5 \cdot (2^{\frac{x}{2}})^2 - 7 \cdot 2^{\frac{x}{2}} \cdot 5^{\frac{x}{2}} + 2 \cdot (5^{\frac{x}{2}})^2 = 0$
Разделим обе части уравнения на $(5^{\frac{x}{2}})^2 = 5^x$, что всегда больше нуля:
$5 \cdot \frac{(2^{\frac{x}{2}})^2}{(5^{\frac{x}{2}})^2} - 7 \cdot \frac{2^{\frac{x}{2}} \cdot 5^{\frac{x}{2}}}{(5^{\frac{x}{2}})^2} + 2 \cdot \frac{(5^{\frac{x}{2}})^2}{(5^{\frac{x}{2}})^2} = 0$
$5 \cdot \left(\left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{x}{2}}\right)^2 - 7 \cdot \left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{x}{2}} + 2 = 0$
Сделаем замену переменной. Пусть $t = \left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{x}{2}}$. Условие $t>0$ выполняется. Уравнение становится квадратным:
$5t^2 - 7t + 2 = 0$
Решим это уравнение. Дискриминант:
$D = b^2 - 4ac = (-7)^2 - 4 \cdot 5 \cdot 2 = 49 - 40 = 9$
Корни уравнения:
$t_1 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{7 - 3}{2 \cdot 5} = \frac{4}{10} = \frac{2}{5}$
$t_2 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{7 + 3}{2 \cdot 5} = \frac{10}{10} = 1$
Оба корня положительны. Выполним обратную замену.
1. При $t = \frac{2}{5}$:
$\left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{x}{2}} = \frac{2}{5}$
$\frac{x}{2} = 1 \implies x_1 = 2$
2. При $t = 1$:
$\left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{x}{2}} = 1$
$\left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{x}{2}} = \left(\frac{2}{5}\right)^0$
$\frac{x}{2} = 0 \implies x_2 = 0$
Ответ: $0; 2$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 11 класс, для упражнения номер 2.18 расположенного на странице 20 к учебнику 2016 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №2.18 (с. 20), авторов: Мерзляк (Аркадий Григорьевич), Номировский (Дмитрий Анатольевич), Полонский (Виталий Борисович), Якир (Михаил Семёнович), ФГОС (старый) базовый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.