Álgebra Ejemplos

$2^{2 x} + 2^{x} - 12 = 0$

Paso 1

Reescribe $2^{2 x}$ como ${(2^{x})}^{2}$ .

${(2^{x})}^{2} + 2^{x} - 12 = 0$

Paso 2

Sea $u = 2^{x}$ . Sustituye $u$ por todos los casos de $2^{x}$ .

$u^{2} + u - 12 = 0$

Paso 3

Factoriza $u^{2} + u - 12$ con el método AC.

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Paso 3.1

Considera la forma $x^{2} + b x + c$ . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea $c$ y cuya suma sea $b$ . En este caso, cuyo producto es $- 12$ y cuya suma es $1$ .

$- 3, 4$

Paso 3.2

Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.

$(u - 3) (u + 4) = 0$

Paso 4

Reemplaza todos los casos de $u$ con $2^{x}$ .

$(2^{x} - 3) (2^{x} + 4) = 0$

Paso 5

Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a $0$ , la expresión completa será igual a $0$ .

$2^{x} - 3 = 0$

$2^{x} + 4 = 0$

Paso 6

Establece $2^{x} - 3$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 6.1

Establece $2^{x} - 3$ igual a $0$ .

$2^{x} - 3 = 0$

Paso 6.2

Resuelve $2^{x} - 3 = 0$ en $x$ .

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Paso 6.2.1

Suma $3$ a ambos lados de la ecuación.

$2^{x} = 3$

Paso 6.2.2

Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.

$\ln (2^{x}) = \ln (3)$

Paso 6.2.3

Expande $\ln (2^{x})$ ; para ello, mueve $x$ fuera del logaritmo.

$x \ln (2) = \ln (3)$

Paso 6.2.4

Divide cada término en $x \ln (2) = \ln (3)$ por $\ln (2)$ y simplifica.

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Paso 6.2.4.1

Divide cada término en $x \ln (2) = \ln (3)$ por $\ln (2)$ .

$\frac{x \ln (2)}{\ln (2)} = \frac{\ln (3)}{\ln (2)}$

Paso 6.2.4.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 6.2.4.2.1

Cancela el factor común de $\ln (2)$ .

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Paso 6.2.4.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{x \ln (2)}{\ln (2)} = \frac{\ln (3)}{\ln (2)}$

Paso 6.2.4.2.1.2

Divide $x$ por $1$ .

$x = \frac{\ln (3)}{\ln (2)}$

Paso 7

Establece $2^{x} + 4$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 7.1

Establece $2^{x} + 4$ igual a $0$ .

$2^{x} + 4 = 0$

Paso 7.2

Resuelve $2^{x} + 4 = 0$ en $x$ .

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Paso 7.2.1

Resta $4$ de ambos lados de la ecuación.

$2^{x} = - 4$

Paso 7.2.2

Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.

$\ln (2^{x}) = \ln (- 4)$

Paso 7.2.3

La ecuación no puede resolverse porque $\ln (- 4)$ es indefinida.

Indefinida

Paso 7.2.4

No hay soluciones para $2^{x} = - 4$

No hay solución

Paso 8

La solución final comprende todos los valores que hacen $(2^{x} - 3) (2^{x} + 4) = 0$ verdadera.

$x = \frac{\ln (3)}{\ln (2)}$