Pré-cálculo Exemplos

$7^{2 x} + 7^{x + 1} - 60 = 0$

Etapa 1

Fatore o lado esquerdo da equação.

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Etapa 1.1

Reescreva $7^{x + 1}$ como $7^{x} \cdot 7^{1}$ .

$7^{2 x} + 7^{x} \cdot 7 - 60 = 0$

Etapa 1.2

Reescreva $7^{2 x}$ como ${(7^{x})}^{2}$ .

${(7^{x})}^{2} + 7^{x} \cdot 7 - 60 = 0$

Etapa 1.3

Deixe $u = 7^{x}$ . Substitua $u$ em todas as ocorrências de $7^{x}$ .

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Etapa 1.3.1

Avalie o expoente.

$u^{2} + u \cdot 7 - 60 = 0$

Etapa 1.3.2

Mova $7$ para a esquerda de $u$ .

$u^{2} + 7 u - 60 = 0$

Etapa 1.4

Fatore $u^{2} + 7 u - 60$ usando o método AC.

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Etapa 1.4.1

Considere a forma $x^{2} + b x + c$ . Encontre um par de números inteiros cujo produto é $c$ e cuja soma é $b$ . Neste caso, cujo produto é $- 60$ e cuja soma é $7$ .

$- 5, 12$

Etapa 1.4.2

Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.

$(u - 5) (u + 12) = 0$

Etapa 1.5

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $7^{x}$ .

$(7^{x} - 5) (7^{x} + 12) = 0$

Etapa 2

Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a $0$ , toda a expressão será igual a $0$ .

$7^{x} - 5 = 0$

$7^{x} + 12 = 0$

Etapa 3

Defina $7^{x} - 5$ como igual a $0$ e resolva para $x$ .

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Etapa 3.1

Defina $7^{x} - 5$ como igual a $0$ .

$7^{x} - 5 = 0$

Etapa 3.2

Resolva $7^{x} - 5 = 0$ para $x$ .

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Etapa 3.2.1

Some $5$ aos dois lados da equação.

$7^{x} = 5$

Etapa 3.2.2

Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.

$\ln (7^{x}) = \ln (5)$

Etapa 3.2.3

Expanda $\ln (7^{x})$ movendo $x$ para fora do logaritmo.

$x \ln (7) = \ln (5)$

Etapa 3.2.4

Divida cada termo em $x \ln (7) = \ln (5)$ por $\ln (7)$ e simplifique.

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Etapa 3.2.4.1

Divida cada termo em $x \ln (7) = \ln (5)$ por $\ln (7)$ .

$\frac{x \ln (7)}{\ln (7)} = \frac{\ln (5)}{\ln (7)}$

Etapa 3.2.4.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 3.2.4.2.1

Cancele o fator comum de $\ln (7)$ .

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Etapa 3.2.4.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{x \ln (7)}{\ln (7)} = \frac{\ln (5)}{\ln (7)}$

Etapa 3.2.4.2.1.2

Divida $x$ por $1$ .

$x = \frac{\ln (5)}{\ln (7)}$

Etapa 4

Defina $7^{x} + 12$ como igual a $0$ e resolva para $x$ .

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Etapa 4.1

Defina $7^{x} + 12$ como igual a $0$ .

$7^{x} + 12 = 0$

Etapa 4.2

Resolva $7^{x} + 12 = 0$ para $x$ .

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Etapa 4.2.1

Subtraia $12$ dos dois lados da equação.

$7^{x} = - 12$

Etapa 4.2.2

Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.

$\ln (7^{x}) = \ln (- 12)$

Etapa 4.2.3

Não é possível resolver a equação, porque $\ln (- 12)$ é indefinida.

Indefinido

Etapa 4.2.4

Não há uma solução para $7^{x} = - 12$

Nenhuma solução

Etapa 5

A solução final são todos os valores que tornam $(7^{x} - 5) (7^{x} + 12) = 0$ verdadeiro.

$x = \frac{\ln (5)}{\ln (7)}$

Etapa 6

O resultado pode ser mostrado de várias formas.

Forma exata:

$x = \frac{\ln (5)}{\ln (7)}$

Forma decimal:

$x = 0.82708747 \dots$