Ensembles finis Exemples

$6 e^{x} = 9 - e^{- x}$

Étape 1

Ajoutez $e^{- x}$ aux deux côtés de l’équation.

$6 e^{x} + e^{- x} = 9$

Étape 2

Réécrivez $e^{- x}$ comme une élévation à une puissance.

$6 e^{x} + {(e^{x})}^{- 1} = 9$

Étape 3

Remplacez $e^{x}$ par $u$ .

$6 u + u^{- 1} = 9$

Étape 4

Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$6 u + \frac{1}{u} = 9$

Étape 5

Résolvez $u$ .

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Étape 5.1

Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.

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Étape 5.1.1

Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.

$1, u, 1$

Étape 5.1.2

Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.

$u$

Étape 5.2

Multiplier chaque terme dans $6 u + \frac{1}{u} = 9$ par $u$ afin d’éliminer les fractions.

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Étape 5.2.1

Multipliez chaque terme dans $6 u + \frac{1}{u} = 9$ par $u$ .

$6 u \cdot u + \frac{1}{u} u = 9 u$

Étape 5.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.2.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 5.2.2.1.1

Multipliez $u$ par $u$ en additionnant les exposants.

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Étape 5.2.2.1.1.1

Déplacez $u$ .

$6 (u \cdot u) + \frac{1}{u} u = 9 u$

Étape 5.2.2.1.1.2

Multipliez $u$ par $u$ .

$6 u^{2} + \frac{1}{u} u = 9 u$

Étape 5.2.2.1.2

Annulez le facteur commun de $u$ .

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Étape 5.2.2.1.2.1

Annulez le facteur commun.

$6 u^{2} + \frac{1}{u} u = 9 u$

Étape 5.2.2.1.2.2

Réécrivez l’expression.

$6 u^{2} + 1 = 9 u$

Étape 5.3

Résolvez l’équation.

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Étape 5.3.1

Soustrayez $9 u$ des deux côtés de l’équation.

$6 u^{2} + 1 - 9 u = 0$

Étape 5.3.2

Utilisez la formule quadratique pour déterminer les solutions.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Étape 5.3.3

Remplacez les valeurs $a = 6$ , $b = - 9$ et $c = 1$ dans la formule quadratique et résolvez pour $u$ .

$\frac{9 \pm \sqrt{{(- 9)}^{2} - 4 \cdot (6 \cdot 1)}}{2 \cdot 6}$

Étape 5.3.4

Simplifiez

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Étape 5.3.4.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 5.3.4.1.1

Élevez $- 9$ à la puissance $2$ .

$u = \frac{9 \pm \sqrt{81 - 4 \cdot 6 \cdot 1}}{2 \cdot 6}$

Étape 5.3.4.1.2

Multipliez $- 4 \cdot 6 \cdot 1$ .

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Étape 5.3.4.1.2.1

Multipliez $- 4$ par $6$ .

$u = \frac{9 \pm \sqrt{81 - 24 \cdot 1}}{2 \cdot 6}$

Étape 5.3.4.1.2.2

Multipliez $- 24$ par $1$ .

$u = \frac{9 \pm \sqrt{81 - 24}}{2 \cdot 6}$

Étape 5.3.4.1.3

Soustrayez $24$ de $81$ .

$u = \frac{9 \pm \sqrt{57}}{2 \cdot 6}$

Étape 5.3.4.2

Multipliez $2$ par $6$ .

$u = \frac{9 \pm \sqrt{57}}{12}$

Étape 5.3.5

La réponse finale est la combinaison des deux solutions.

$u = \frac{9 + \sqrt{57}}{12}, \frac{9 - \sqrt{57}}{12}$

Étape 6

Remplacez $u$ par $\frac{9 + \sqrt{57}}{12}$ dans $u = e^{x}$ .

$\frac{9 + \sqrt{57}}{12} = e^{x}$

Étape 7

Résolvez $\frac{9 + \sqrt{57}}{12} = e^{x}$ .

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Étape 7.1

Réécrivez l’équation comme $e^{x} = \frac{9 + \sqrt{57}}{12}$ .

$e^{x} = \frac{9 + \sqrt{57}}{12}$

Étape 7.2

Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.

$\ln (e^{x}) = \ln (\frac{9 + \sqrt{57}}{12})$

Étape 7.3

Développez le côté gauche.

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Étape 7.3.1

Développez $\ln (e^{x})$ en déplaçant $x$ hors du logarithme.

$x \ln (e) = \ln (\frac{9 + \sqrt{57}}{12})$

Étape 7.3.2

Le logarithme naturel de $e$ est $1$ .

$x \cdot 1 = \ln (\frac{9 + \sqrt{57}}{12})$

Étape 7.3.3

Multipliez $x$ par $1$ .

$x = \ln (\frac{9 + \sqrt{57}}{12})$

Étape 8

Remplacez $u$ par $\frac{9 - \sqrt{57}}{12}$ dans $u = e^{x}$ .

$\frac{9 - \sqrt{57}}{12} = e^{x}$

Étape 9

Résolvez $\frac{9 - \sqrt{57}}{12} = e^{x}$ .

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Étape 9.1

Réécrivez l’équation comme $e^{x} = \frac{9 - \sqrt{57}}{12}$ .

$e^{x} = \frac{9 - \sqrt{57}}{12}$

Étape 9.2

Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.

$\ln (e^{x}) = \ln (\frac{9 - \sqrt{57}}{12})$

Étape 9.3

Développez le côté gauche.

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Étape 9.3.1

Développez $\ln (e^{x})$ en déplaçant $x$ hors du logarithme.

$x \ln (e) = \ln (\frac{9 - \sqrt{57}}{12})$

Étape 9.3.2

Le logarithme naturel de $e$ est $1$ .

$x \cdot 1 = \ln (\frac{9 - \sqrt{57}}{12})$

Étape 9.3.3

Multipliez $x$ par $1$ .

$x = \ln (\frac{9 - \sqrt{57}}{12})$

Étape 10

Indiquez les solutions qui rendent l’équation vraie.

$u = \frac{9 \pm \sqrt{57}}{12}$

Étape 11

Le résultat peut être affiché en différentes formes.

Forme exacte :

$u = \frac{9 \pm \sqrt{57}}{12}$

Forme décimale :

$u = 1.37915286 \dots, 0.12084713 \dots$

Étape 12