有限数学示例

$7^{2 x} + 7^{x} - 30 = 0$

解题步骤 1

将 $7^{2 x}$ 重写为 ${(7^{x})}^{2}$ 。

${(7^{x})}^{2} + 7^{x} - 30 = 0$

解题步骤 2

使 $u = 7^{x}$ 。用 $u$ 代入替换所有出现的 $7^{x}$ 。

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

解题步骤 3

使用 AC 法来对 $u^{2} + u - 30$ 进行因式分解。

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解题步骤 3.1

思考一下 $x^{2} + b x + c$ 这种形式。找出一对整数，其积为 $c$ ，且和为 $b$ 。在本例中，其积即为 $- 30$ ，和为 $1$ 。

$- 5, 6$

解题步骤 3.2

使用这些整数书写分数形式。

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

解题步骤 4

使用 $7^{x}$ 替换所有出现的 $u$ 。

$(7^{x} - 5) (7^{x} + 6) = 0$

解题步骤 5

如果等式左侧的任一因数等于 $0$ ，则整个表达式将等于 $0$ 。

$7^{x} - 5 = 0$

$7^{x} + 6 = 0$

解题步骤 6

将 $7^{x} - 5$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 6.1

将 $7^{x} - 5$ 设为等于 $0$ 。

$7^{x} - 5 = 0$

解题步骤 6.2

求解 $x$ 的 $7^{x} - 5 = 0$ 。

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解题步骤 6.2.1

在等式两边都加上 $5$ 。

$7^{x} = 5$

解题步骤 6.2.2

取方程两边的自然对数从而去掉指数中的变量。

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

解题步骤 6.2.3

通过将 $x$ 移到对数外来展开 $\ln (7^{x})$ 。

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

解题步骤 6.2.4

将 $x \ln (7) = \ln (5)$ 中的每一项除以 $\ln (7)$ 并化简。

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解题步骤 6.2.4.1

将 $x \ln (7) = \ln (5)$ 中的每一项都除以 $\ln (7)$ 。

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

解题步骤 6.2.4.2

化简左边。

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解题步骤 6.2.4.2.1

约去 $\ln (7)$ 的公因数。

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解题步骤 6.2.4.2.1.1

约去公因数。

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

解题步骤 6.2.4.2.1.2

用 $x$ 除以 $1$ 。

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

解题步骤 7

将 $7^{x} + 6$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 7.1

将 $7^{x} + 6$ 设为等于 $0$ 。

$7^{x} + 6 = 0$

解题步骤 7.2

求解 $x$ 的 $7^{x} + 6 = 0$ 。

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解题步骤 7.2.1

从等式两边同时减去 $6$ 。

$7^{x} = - 6$

解题步骤 7.2.2

取方程两边的自然对数从而去掉指数中的变量。

$\ln (7^{x}) = \ln (- 6)$

解题步骤 7.2.3

因为 $\ln (- 6)$ 无意义，所以方程无解。

无定义

解题步骤 7.2.4

$7^{x} = - 6$ 无解

无解

解题步骤 8

最终解为使 $(7^{x} - 5) (7^{x} + 6) = 0$ 成立的所有值。

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

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