Типы показательно-степенных уравнений и способы их решения

Всюду далее f(x), g(x), h(x) – некоторые выражения с неизвестной x.

I тип:

.(6)

Решение уравнения (6) на ОДЗ сводится к решению совокупности

II тип:

.(7)

Решение уравнения (7) на ОДЗ сводится к решению совокупности

Пример 1. Решить уравнение .

Решение. Способ 1. Имеем уравнение типа (2). Решаем логарифмированием по основанию 3. Получаем

, т.е. . Приходим к линейному уравнению , откуда .

Способ 2. Преобразуем правую часть при помощи основного логарифмического тождества: .

Получили уравнение типа (4), которое решаем по свойству равенства степеней:

.

Пришли к ответу: .

Пример 2. Решить уравнение .

Решение. Выполним необходимые преобразования; сведем показательные выражения к одному и тому же основанию 3.

По свойству степеней , .

Получаем ответ: .

Пример 3. Решить уравнение .

Решение. Преобразуем уравнение

Имеем квадратное уравнение относительно . Решаем при помощи замены . Получаем

.

Корнями последнего уравнения являются значения .

Возвращаясь к неизвестной x, имеем совокупность:

Первое уравнение совокупности решений не имеет. Решаем второе уравнение:

, т.е. .

Получили ответ: .

Пример 4. Решить уравнение .

Решение. Выполним необходимые преобразования

Имеем однородное уравнение. Разделим обе части уравнения на . Получим:

,

т.е. получили квадратное уравнение относительно . Вводим замену . Тогда

откуда

.

Возвращаемся к старой переменной:

Получили ответ:

Пример 5. Решить уравнение

Решение. 1 способ. Подбором убеждаемся, что – корень уравнения. Функции (т.е. ) и монотонно возрастают (рис.12). Они имеют единственную общую точку.

Рис. 12

Способ 2.Разделим обе части уравнения на . Получим

или .

Заменим . Получим .

При получим основное тригонометрическое тождество. Т.е. является корнем исходного уравнения.

Получили ответ: .

Пример 6. Решить уравнение .

Решение. ОДЗ: x = 2, 3, …, n, … .

Перепишем уравнение в виде

.

Разделим обе части уравнения на (т.к. ). Получим:

.

Вводим замену . Получаем квадратное уравнение , откуда .

Возвращаемся к старой переменной:

Но ни один из корней не подходит по ОДЗ. Следовательно, уравнение корней не имеет.

Пример 7. Решить уравнение .

Решение.ОДЗ: x ¹ 2.

.

Решением является совокупность

Корень x = 2 не подходит по ОДЗ.

Получили ответ: x = 1, x = 3.

Задания

I уровень

1.1. Установить, имеет ли уравнение корни:

1) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) ; 6) ;

7) .

1.2. Определите, сколько корней имеет уравнение . Как это можно установить графически ?

1.3. Решите уравнения:

1) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) ; 6) ;

7) ; 8) ;

9) ; 10) ;

11) ; 12) ;

13) .

II уровень

2.1. Решите уравнение:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) ;

8) ;

9) ;

10) ;

11) ;

12) ;

13) ;

14) ;

2.2. Найдите значение выражения , если .

III уровень

3.1. Решите уравнение:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) ;

8) ;

9) ;

10) ;

11) ;

12) ;

13) ;

14)

;

15) ;

16) ;

17) ;

3.2. Найдите сумму корней уравнения

.