Calcul infinitésimal Exemples

$\log_{2} (x + 1) + \log_{2} (x - 3) = 5$

Étape 1

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 1.1

Utilisez la propriété du produit des logarithmes, $\log_{b} (x) + \log_{b} (y) = \log_{b} (x y)$ .

$\log_{2} ((x + 1) (x - 3)) = 5$

Étape 1.2

Développez $(x + 1) (x - 3)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 1.2.1

Appliquez la propriété distributive.

$\log_{2} (x (x - 3) + 1 (x - 3)) = 5$

Étape 1.2.2

Appliquez la propriété distributive.

$\log_{2} (x \cdot x + x \cdot - 3 + 1 (x - 3)) = 5$

Étape 1.2.3

Appliquez la propriété distributive.

$\log_{2} (x \cdot x + x \cdot - 3 + 1 x + 1 \cdot - 3) = 5$

Étape 1.3

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 1.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.3.1.1

Multipliez $x$ par $x$ .

$\log_{2} (x^{2} + x \cdot - 3 + 1 x + 1 \cdot - 3) = 5$

Étape 1.3.1.2

Déplacez $- 3$ à gauche de $x$ .

$\log_{2} (x^{2} - 3 \cdot x + 1 x + 1 \cdot - 3) = 5$

Étape 1.3.1.3

Multipliez $x$ par $1$ .

$\log_{2} (x^{2} - 3 x + x + 1 \cdot - 3) = 5$

Étape 1.3.1.4

Multipliez $- 3$ par $1$ .

$\log_{2} (x^{2} - 3 x + x - 3) = 5$

Étape 1.3.2

Additionnez $- 3 x$ et $x$ .

$\log_{2} (x^{2} - 2 x - 3) = 5$

Étape 2

Réécrivez $\log_{2} (x^{2} - 2 x - 3) = 5$ en forme exponentielle en utilisant la définition d’un logarithme. Si $x$ et $b$ sont des nombres réels positifs et $b \neq 1$ , alors $\log_{b} (x) = y$ est équivalent à $b^{y} = x$ .

$2^{5} = x^{2} - 2 x - 3$

Étape 3

Résolvez $x$ .

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Étape 3.1

Réécrivez l’équation comme $x^{2} - 2 x - 3 = 2^{5}$ .

$x^{2} - 2 x - 3 = 2^{5}$

Étape 3.2

Élevez $2$ à la puissance $5$ .

$x^{2} - 2 x - 3 = 32$

Étape 3.3

Soustrayez $32$ des deux côtés de l’équation.

$x^{2} - 2 x - 3 - 32 = 0$

Étape 3.4

Soustrayez $32$ de $- 3$ .

$x^{2} - 2 x - 35 = 0$

Étape 3.5

Factorisez $x^{2} - 2 x - 35$ à l’aide de la méthode AC.

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Étape 3.5.1

Étudiez la forme $x^{2} + b x + c$ . Déterminez une paire d’entiers dont le produit est $c$ et dont la somme est $b$ . Dans ce cas, dont le produit est $- 35$ et dont la somme est $- 2$ .

$- 7, 5$

Étape 3.5.2

Écrivez la forme factorisée avec ces entiers.

$(x - 7) (x + 5) = 0$

Étape 3.6

Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à $0$ , l’expression entière sera égale à $0$ .

$x - 7 = 0$

$x + 5 = 0$

Étape 3.7

Définissez $x - 7$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 3.7.1

Définissez $x - 7$ égal à $0$ .

$x - 7 = 0$

Étape 3.7.2

Ajoutez $7$ aux deux côtés de l’équation.

$x = 7$

Étape 3.8

Définissez $x + 5$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 3.8.1

Définissez $x + 5$ égal à $0$ .

$x + 5 = 0$

Étape 3.8.2

Soustrayez $5$ des deux côtés de l’équation.

$x = - 5$

Étape 3.9

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent $(x - 7) (x + 5) = 0$ vraie.

$x = 7, - 5$

Étape 4

Excluez les solutions qui ne rendent pas $\log_{2} (x + 1) + \log_{2} (x - 3) = 5$ vrai.

$x = 7$