Precálculo Ejemplos

$e^{4 x} - 3 e^{2 x} - 18 = 0$

Paso 1

Factoriza el lado izquierdo de la ecuación.

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Paso 1.1

Reescribe $e^{4 x}$ como ${(e^{2 x})}^{2}$ .

${(e^{2 x})}^{2} - 3 e^{2 x} - 18 = 0$

Paso 1.2

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

$u^{2} - 3 u - 18 = 0$

Paso 1.3

Factoriza $u^{2} - 3 u - 18$ con el método AC.

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Paso 1.3.1

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 $- 18$ y cuya suma es $- 3$ .

$- 6, 3$

Paso 1.3.2

Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.

$(u - 6) (u + 3) = 0$

Paso 1.4

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

$(e^{2 x} - 6) (e^{2 x} + 3) = 0$

Paso 2

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

$e^{2 x} - 6 = 0$

$e^{2 x} + 3 = 0$

Paso 3

Establece $e^{2 x} - 6$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 3.1

Establece $e^{2 x} - 6$ igual a $0$ .

$e^{2 x} - 6 = 0$

Paso 3.2

Resuelve $e^{2 x} - 6 = 0$ en $x$ .

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Paso 3.2.1

Suma $6$ a ambos lados de la ecuación.

$e^{2 x} = 6$

Paso 3.2.2

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

$\ln (e^{2 x}) = \ln (6)$

Paso 3.2.3

Expande el lado izquierdo.

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Paso 3.2.3.1

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

$2 x \ln (e) = \ln (6)$

Paso 3.2.3.2

El logaritmo natural de $e$ es $1$ .

$2 x \cdot 1 = \ln (6)$

Paso 3.2.3.3

Multiplica $2$ por $1$ .

$2 x = \ln (6)$

Paso 3.2.4

Divide cada término en $2 x = \ln (6)$ por $2$ y simplifica.

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Paso 3.2.4.1

Divide cada término en $2 x = \ln (6)$ por $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{\ln (6)}{2}$

Paso 3.2.4.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 3.2.4.2.1

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 3.2.4.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{2 x}{2} = \frac{\ln (6)}{2}$

Paso 3.2.4.2.1.2

Divide $x$ por $1$ .

$x = \frac{\ln (6)}{2}$

Paso 4

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

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Paso 4.1

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

$e^{2 x} + 3 = 0$

Paso 4.2

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

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Paso 4.2.1

Resta $3$ de ambos lados de la ecuación.

$e^{2 x} = - 3$

Paso 4.2.2

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

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

Paso 4.2.3

La ecuación no puede resolverse porque $\ln (- 3)$ es indefinida.

Indefinida

Paso 4.2.4

No hay soluciones para $e^{2 x} = - 3$

No hay solución

Paso 5

La solución final comprende todos los valores que hacen $(e^{2 x} - 6) (e^{2 x} + 3) = 0$ verdadera.

$x = \frac{\ln (6)}{2}$

Paso 6

El resultado puede mostrarse de distintas formas.

Forma exacta:

$x = \frac{\ln (6)}{2}$

Forma decimal:

$x = 0.89587973 \dots$