Задача 1Уравнения
а) Решите уравнение \(8^x - 3 \cdot 2^{x+2} + 2^{5-x} = 0\).
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку \([\log_4 5; \sqrt{3}]\).
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку \([\log_4 5; \sqrt{3}]\).
Показать ответ
Ответ: а) 1; 1.5, б) 1.5
Решение
Теория:Перепишем уравнение, выразив степени через \(2^x\): \((2^x)^3 - 12 \cdot 2^x + \frac{32}{2^x} = 0\).Шаг 1.Пусть \(t = 2^x > 0\). Тогда уравнение принимает вид: \(t^3 - 12t + \frac{32}{t} = 0 \iff t^4 - 12t^2 + 32 = 0\).Шаг 2.Пусть \(u = t^2 > 0\). Имеем биквадратное уравнение: \(u^2 - 12u + 32 = 0 \iff (u - 4)(u - 8) = 0 \iff u = 4, \ u = 8\).Шаг 3.Обратная замена: 1) \(t^2 = 4 \implies t = 2 \implies 2^x = 2 \implies x = 1\); 2) \(t^2 = 8 \implies t = \sqrt{8} = 2^{1.5} \implies 2^x = 2^{1.5} \implies x = 1.5\).Шаг 4.Проверим принадлежность корней отрезку. Так как \(5 > 4 \implies \log_4 5 > 1\), корень \(x = 1\) не входит в отрезок. Число \(1.5 = \log_4 8\), и так как \(8 > 5\), то \(\log_4 8 > \log_4 5\). Также \(1.5 = \sqrt{2.25} < \sqrt{3}\). Значит, \(x = 1.5\) принадлежит отрезку.