Задание 7
тема 6 из 12

Показательные уравнения

В показательном уравнении неизвестное стоит в показателе степени. Обе части записывают как степени одного основания и приравнивают показатели. Остаётся линейное уравнение.

Часто в заданиях717Реже в заданиях1014На карте навыков

Равные степени — равные показатели

Если a>0a > 0 и a≠1a \ne 1, то из af(x)=ag(x)a^{f(x)} = a^{g(x)} следует f(x)=g(x)f(x) = g(x).

  • Запишите обе части как степени одного основания.
  • Приравняйте показатели.
  • Решите линейное уравнение.

Число — степень основания

Число в правой части запишите как степень основания левой части: 81=3481 = 3^4, 64=2664 = 2^6. Само основание — первая степень: 5=515 = 5^1. Единица — нулевая степень: 1=a01 = a^0. Нужные степени есть в таблице степеней. Потом приравняйте показатели: из af(x)=ana^{f(x)} = a^n следует f(x)=nf(x) = n.

Пример

3x−5=813^{x-5} = 81

  1. 1.81=3481 = 3^4, поэтому 3x−5=343^{x-5} = 3^4.
  2. 2.Показатели равны: x−5=4x - 5 = 4.
  3. 3.x=9x = 9.

Ответ: 99

Одно основание — степень другого

Если 9=329 = 3^2, то 92x=(32)2x=34x9^{2x} = \left(3^2\right)^{2x} = 3^{4x}: при возведении степени в степень показатели перемножают. Так оба основания становятся одинаковыми.

Пример

3x+6=92x3^{x+6} = 9^{2x}

  1. 1.92x=(32)2x=34x9^{2x} = \left(3^2\right)^{2x} = 3^{4x}, поэтому 3x+6=34x3^{x+6} = 3^{4x}.
  2. 2.Показатели равны: x+6=4xx + 6 = 4x.
  3. 3.3x=63x = 6, x=2x = 2.

Ответ: 22

Дробь — степень с минусом

1an=a−n\frac{1}{a^n} = a^{-n}, например 1125=5−3\frac{1}{125} = 5^{-3}. Если дробь стоит в основании, минус умножает весь показатель: (1a)f=a−f\left(\frac{1}{a}\right)^{f} = a^{-f}. Подробнее — в теме отрицательный показатель.

Пример

(17)x+4=49\left(\frac{1}{7}\right)^{x+4} = 49

  1. 1.(17)x+4=7−(x+4)=7−x−4\left(\frac{1}{7}\right)^{x+4} = 7^{-(x+4)} = 7^{-x-4} и 49=7249 = 7^2.
  2. 2.Показатели равны: −x−4=2-x - 4 = 2.
  3. 3.x=−6x = -6.

Ответ: −6-6

Оба числа — степени третьего

Иногда ни одно из чисел не равно целой степени другого: 12\frac{1}{2} — не целая степень 16. Тогда возьмите меньшее основание, через которое записываются оба числа: 16=2416 = 2^4 и 12=2−1\frac{1}{2} = 2^{-1}.

Пример

16x−9=1216^{x-9} = \frac{1}{2}

  1. 1.16x−9=(24)x−9=24x−3616^{x-9} = \left(2^4\right)^{x-9} = 2^{4x-36} и 12=2−1\frac{1}{2} = 2^{-1}.
  2. 2.Показатели равны: 4x−36=−14x - 36 = -1.
  3. 3.4x=354x = 35, x=8,75x = 8{,}75.

Ответ: 8,758{,}75

Логарифм в показателе

В уравнении 3log⁡9(4x+1)=93^{\log_9(4x+1)} = 9 показатели тоже приравнивают, но получается логарифмическое уравнение. Оно разобрано в теме Логарифмические уравнения.

Проверьте себя

00

Потренируйте навык

Все задания на этот навык

Решать