代数例

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

ステップ 1

$2^{2 x}$ を ${(2^{x})}^{2}$ に書き換えます。

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

ステップ 2

$u = 2^{x}$ とします。 $u$ を $2^{x}$ に代入します。

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

ステップ 3

たすき掛けを利用して $u^{2} + u - 12$ を因数分解します。

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ステップ 3.1

$x^{2} + b x + c$ の形式を考えます。積が $c$ で和が $b$ である整数の組を求めます。このとき、その積が $- 12$ で、その和が $1$ です。

$- 3, 4$

ステップ 3.2

この整数を利用して因数分解の形を書きます。

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

ステップ 4

$u$ のすべての発生を $2^{x}$ で置き換えます。

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

ステップ 5

方程式の左辺の個々の因数が $0$ と等しいならば、式全体は $0$ と等しくなります。

$2^{x} - 3 = 0$

$2^{x} + 4 = 0$

ステップ 6

$2^{x} - 3$ を $0$ に等しくし、 $x$ を解きます。

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ステップ 6.1

$2^{x} - 3$ が $0$ に等しいとします。

$2^{x} - 3 = 0$

ステップ 6.2

$x$ について $2^{x} - 3 = 0$ を解きます。

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ステップ 6.2.1

方程式の両辺に $3$ を足します。

$2^{x} = 3$

ステップ 6.2.2

方程式の両辺の自然対数をとり、指数から変数を削除します。

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

ステップ 6.2.3

$x$ を対数の外に移動させて、 $\ln (2^{x})$ を展開します。

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

ステップ 6.2.4

$x \ln (2) = \ln (3)$ の各項を $\ln (2)$ で割り、簡約します。

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ステップ 6.2.4.1

$x \ln (2) = \ln (3)$ の各項を $\ln (2)$ で割ります。

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

ステップ 6.2.4.2

左辺を簡約します。

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ステップ 6.2.4.2.1

$\ln (2)$ の共通因数を約分します。

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ステップ 6.2.4.2.1.1

共通因数を約分します。

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

ステップ 6.2.4.2.1.2

$x$ を $1$ で割ります。

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

ステップ 7

$2^{x} + 4$ を $0$ に等しくし、 $x$ を解きます。

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ステップ 7.1

$2^{x} + 4$ が $0$ に等しいとします。

$2^{x} + 4 = 0$

ステップ 7.2

$x$ について $2^{x} + 4 = 0$ を解きます。

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ステップ 7.2.1

方程式の両辺から $4$ を引きます。

$2^{x} = - 4$

ステップ 7.2.2

方程式の両辺の自然対数をとり、指数から変数を削除します。

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

ステップ 7.2.3

$\ln (- 4)$ が未定義なので、方程式は解くことができません。

未定義

ステップ 7.2.4

$2^{x} = - 4$ の解はありません

解がありません

ステップ 8

最終解は $(2^{x} - 3) (2^{x} + 4) = 0$ を真にするすべての値です。

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

代数 例

代数例