Основы мат. анализа Примеры

$e^{x} - 30 e^{- x} - 1 = 0$

Этап 1

Перепишем $e^{- x}$ в виде степенного выражения.

$e^{x} - 30 {(e^{x})}^{- 1} - 1 = 0$

Этап 2

Подставим $u$ вместо $e^{x}$ .

$u - 30 u^{- 1} - 1 = 0$

Этап 3

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$u - 30 \frac{1}{u} - 1 = 0$

Этап 3.2

Объединим $- 30$ и $\frac{1}{u}$ .

$u + \frac{- 30}{u} - 1 = 0$

Этап 3.3

Вынесем знак минуса перед дробью.

$u - \frac{30}{u} - 1 = 0$

Этап 4

Решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Найдем НОК знаменателей членов уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.1

Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.

$1, u, 1, 1$

Этап 4.1.2

НОК единицы и любого выражения есть это выражение.

$u$

Этап 4.2

Каждый член в $u - \frac{30}{u} - 1 = 0$ умножим на $u$ , чтобы убрать дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Умножим каждый член $u - \frac{30}{u} - 1 = 0$ на $u$ .

$u \cdot u - \frac{30}{u} u - u = 0 u$

Этап 4.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.2.1.1

Умножим $u$ на $u$ .

$u^{2} - \frac{30}{u} u - u = 0 u$

Этап 4.2.2.1.2

Сократим общий множитель $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.2.1.2.1

Перенесем стоящий впереди знак минуса в $- \frac{30}{u}$ в числитель.

$u^{2} + \frac{- 30}{u} u - u = 0 u$

Этап 4.2.2.1.2.2

Сократим общий множитель.

$u^{2} + \frac{- 30}{u} u - u = 0 u$

Этап 4.2.2.1.2.3

Перепишем это выражение.

$u^{2} - 30 - u = 0 u$

Этап 4.2.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.1

Умножим $0$ на $u$ .

$u^{2} - 30 - u = 0$

Этап 4.3

Решим уравнение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1

Разложим $u^{2} - 30 - u$ на множители, используя метод группировки.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1.1

Рассмотрим форму $x^{2} + b x + c$ . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно $c$ , а сумма — $b$ . В данном случае произведение чисел равно $- 30$ , а сумма — $- 1$ .

$- 6, 5$

Этап 4.3.1.2

Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.

$(u - 6) (u + 5) = 0$

Этап 4.3.2

Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен $0$ , все выражение равно $0$ .

$u - 6 = 0$

$u + 5 = 0$

Этап 4.3.3

Приравняем $u - 6$ к $0$ , затем решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.3.1

Приравняем $u - 6$ к $0$ .

$u - 6 = 0$

Этап 4.3.3.2

Добавим $6$ к обеим частям уравнения.

$u = 6$

Этап 4.3.4

Приравняем $u + 5$ к $0$ , затем решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.4.1

Приравняем $u + 5$ к $0$ .

$u + 5 = 0$

Этап 4.3.4.2

Вычтем $5$ из обеих частей уравнения.

$u = - 5$

Этап 4.3.5

Окончательным решением являются все значения, при которых $(u - 6) (u + 5) = 0$ верно.

$u = 6, - 5$

Этап 5

Подставим $6$ вместо $u$ в $u = e^{x}$ .

$6 = e^{x}$

Этап 6

Решим $6 = e^{x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Перепишем уравнение в виде $e^{x} = 6$ .

$e^{x} = 6$

Этап 6.2

Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения, чтобы удалить переменную из показателя степени.

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

Этап 6.3

Развернем левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.3.1

Развернем $\ln (e^{x})$ , вынося $x$ из логарифма.

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

Этап 6.3.2

Натуральный логарифм $e$ равен $1$ .

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

Этап 6.3.3

Умножим $x$ на $1$ .

$x = \ln (6)$

Этап 7

Подставим $- 5$ вместо $u$ в $u = e^{x}$ .

$- 5 = e^{x}$

Этап 8

Решим $- 5 = e^{x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Перепишем уравнение в виде $e^{x} = - 5$ .

$e^{x} = - 5$

Этап 8.2

Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения, чтобы удалить переменную из показателя степени.

$\ln (e^{x}) = \ln (- 5)$

Этап 8.3

Уравнение невозможно решить, так как выражение $\ln (- 5)$ не определено.

Неопределенные

Этап 8.4

Нет решения для $e^{x} = - 5$

Нет решения

Этап 9

Перечислим решения, делающие уравнение истинным.

$x = \ln (6)$

Этап 10

Результат можно представить в различном виде.

Точная форма:

$x = \ln (6)$

Десятичная форма:

$x = 1.79175946 \dots$