14

Решение: Показательное уравнение и отрезок

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 14 · Алгебраические уравнения
ПовышеннаяФИПИEE74FDРазвёрнутое решение≈ 6 минутРазбор в 7 шагов
Условие

Решите уравнение $8^x - 9 \cdot 2^{x+1} + 2^{5-x} = 0$. Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку $[\log_5 2;\, \log_5 20]$.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

7 шагов
1

Представим все степени через основание $2$: $8^x = 2^{3x}$, а $2^{5-x} = \dfrac{32}{2^x}$.

2

Введём замену $t = 2^x$. Так как $2^x > 0$, имеем $t > 0$. Уравнение принимает вид

$$t^3 - 18t + \frac{32}{t} = 0$$
3

Умножим уравнение на $t > 0$:

$$t^4 - 18t^2 + 32 = 0$$
4

Сделаем замену $y = t^2$. Тогда

$$y^2 - 18y + 32 = 0$$
5

Корни квадратного уравнения равны $y_1 = 16$ и $y_2 = 2$. Поскольку $t > 0$, получаем $t_1 = 4$ и $t_2 = \sqrt{2}$.

6

Возвращаясь к переменной $x$, находим корни исходного уравнения:

$$2^x = 4 \Rightarrow x = 2; \qquad 2^x = \sqrt{2} \Rightarrow x = \frac{1}{2}$$

Проверим принадлежность корней заданному отрезку. Так как функция $\log_5 x$ возрастает, имеем $\log_5 2 < \frac{1}{2} < \log_5 20$, поскольку $2 < \sqrt{5} < 20$. При этом $2 > \log_5 20$, так как $5^2 = 25 > 20$.

Ответ

Корни уравнения: $x = \frac{1}{2}$ и $x = 2$. На отрезке $[\log_5 2;\, \log_5 20]$ находится только корень $x = \frac{1}{2}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывают условие $t > 0$ после замены $t = 2^x$.

Забывают умножить все уравнение на $t$, включая последний член.

Ошибочно считают, что $x = 2$ принадлежит отрезку, не сравнив его с $​\log_5 20$.

Закрепить приёмВ теме «Алгебраические уравнения» ещё 83 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 14 ЕГЭ, математика, профиль

Разбор этой задачи разложен на 7 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Алгебраические уравнения»: в ней 84 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.