- Решить систему уравнений:
[
\begin{cases}
x - y = 1 \
4^{2x - 3y} = 1
\end{cases}
]
Решение:
Первое уравнение системы:
[x - y = 1 \tag{1}]
Второе уравнение системы:
[4^{2x - 3y} = 1 \tag{2}]
Рассмотрим второе уравнение. Отметим, что (4 = 2^2), поэтому перепишем его в виде:
[(2^2)^{2x - 3y} = 1 \implies 2^{4x - 6y} = 1]
Поскольку (2^0 = 1), то:
[4x - 6y = 0 \tag{3}]
Решим систему уравнений (1) и (3):
[
\begin{cases}
x - y = 1 \
4x - 6y = 0
\end{cases}
]
Умножим первое уравнение на 4:
[4x - 4y = 4 \tag{4}]
Теперь вычтем уравнение (4) из уравнения (3):
[4x - 6y - (4x - 4y) = 0 - 4 \implies -2y = -4 \implies y = 2]
Подставим (y = 2) в уравнение (1):
[x - 2 = 1 \implies x = 3]
Таким образом, решение системы:
[x = 3, \quad y = 2]
- Решить уравнение (с проверкой):
а) ((0,1)^{2x - 3} = 10)
Решение:
Преобразуем уравнение. Отметим, что (0,1 = \frac{1}{10}), поэтому:
[\left(\frac{1}{10}\right)^{2x - 3} = 10 \implies 10^{-(2x - 3)} = 10 \implies -(2x - 3) = 1 \implies -2x + 3 = 1 \implies -2x = -2 \implies x = 1]
Проверка:
Подставим (x = 1) в исходное уравнение:
[(0,1)^{2 \cdot 1 - 3} = 10 \implies (0,1)^{-1} = 10 \implies 10 = 10]
Уравнение верно, (x = 1).
б) (5^{x + 2} + 5^x = 130)
Решение:
Заметим, что (5^{x + 2} = 5^x \cdot 5^2 = 25 \cdot 5^x), поэтому:
[25 \cdot 5^x + 5^x = 130 \implies 26 \cdot 5^x = 130 \implies 5^x = 5 \implies x = 1]
Проверка:
Подставим (x = 1) в исходное уравнение:
[5^{1 + 2} + 5^1 = 130 \implies 5^3 + 5 = 130 \implies 125 + 5 = 130 \implies 130 = 130]
Уравнение верно, (x = 1).
в) (25^x + 4 \cdot 5^x - 5 = 0)
Решение:
Заметим, что (25^x = (5^2)^x = (5^x)^2). Обозначим (5^x = t), тогда уравнение перепишется в виде:
[t^2 + 4t - 5 = 0]
Решим это квадратное уравнение:
[t = \frac{-4 \pm \sqrt{16 + 20}}{2} = \frac{-4 \pm \sqrt{36}}{2} = \frac{-4 \pm 6}{2}]
Корни:
[t_1 = \frac{2}{2} = 1, \quad t_2 = \frac{-10}{2} = -5]
Поскольку (t = 5^x) и (5^x) всегда положительно, то (t = -5) не подходит. Следовательно, (5^x = 1 \implies x = 0).
Проверка:
Подставим (x = 0) в исходное уравнение:
[25^0 + 4 \cdot 5^0 - 5 = 0 \implies 1 + 4 - 5 = 0 \implies 0 = 0]
Уравнение верно, (x = 0).
- Решить графически уравнение (2^{-x} = 3x + 10)
Решение:
Для графического решения уравнения нужно построить графики функций (y = 2^{-x}) и (y = 3x + 10) на одной координатной плоскости и найти точки их пересечения.
Построим график функции (y = 2^{-x}):
- При (x = 0), (y = 2^0 = 1)
- При (x = 1), (y = 2^{-1} = \frac{1}{2})
- При (x = -1), (y = 2^1 = 2)
Построим график функции (y = 3x + 10):
- Прямая линия с угловым коэффициентом 3 и пересечением оси (y) в точке (0, 10).
Теперь нужно найти точки пересечения двух графиков. Для этого можно использовать численные методы или графический калькулятор. В результате вы получите приблизительное значение (x), которое является решением уравнения.
Выполнив построение графиков, можно увидеть, что графики пересекаются в некоторой точке. Численно можно найти, что (x \approx -3.5).
Во всех случаях полученные результаты можно проверять и уточнять с помощью подстановки в исходные уравнения и анализа графиков.