Задание 17 базового ЕГЭ проверяет умение решать простейшие уравнения: показательные, логарифмические, квадратные или иррациональные. В этом конспекте разберём показательные уравнения - те, где неизвестная x стоит в показателе степени.
Звучит страшно, но на самом деле их решение сводится к простому приёму: сделать так, чтобы слева и справа стояло одно и то же основание.
Суть темы
В выражении ax число a называется основанием, а x - показателем.
Главная цель любого показательного уравнения - привести левую и правую части к степени с одинаковым основанием. Как только основания совпали, их можно "убрать" и приравнять показатели.
Почему показатели можно приравнять? Потому что при a>0, a=1 функция y=ax каждое своё значение принимает ровно один раз: у уравнения ax=c один корень.
Чтобы уравнивать основания, нужно помнить базовые свойства степеней.
Алгоритм решения
Все показательные уравнения из базы решаются по одному сценарию.
Примеры решения
Пойдём от самых простых конструкций к тем, где нужно применить пару свойств подряд.
Пример 1. Простейшее уравнение
Найди корень уравнения 2x−3=16.
Решение:
Слева основание 2. Справа число 16. Вспомним степени двойки: 21=2, 22=4, 23=8, 24=16.
Заменим 16 на 24:
2x−3=24
Основания одинаковые, приравниваем показатели:
x−3=4
Решаем линейное уравнение:
x=4+3=7
Проверка:27−3=24=16. Верно.
Ответ:7
Пример 2. Дробь в основании
Найди корень уравнения (31)x+4=27.
Приводим обе части к основанию 3
Слева дробь, справа целое число. Приведём обе части к основанию 3.
Дробь 31 - это 3−1. По правилу (am)n=am⋅n:
(31)x+4=(3−1)x+4=3−(x+4)
Справа 27=33. Уравнение принимает вид:
3−(x+4)=33
Приравниваем показатели и решаем
Основания одинаковые, приравниваем показатели:
−(x+4)=3
−x−4=3
−x=7
x=−7
Проверка
(31)−7+4=(31)−3=33=27. Сходится.
Ответ:−7
Пример 3. Произведение степеней
Найди корень уравнения 23x−1⋅25−2x=64.
Складываем показатели слева
Слева перемножаются две степени с одинаковым основанием. При умножении степеней с одинаковым основанием показатели складываются:
23x−1⋅25−2x=2(3x−1)+(5−2x)
Упростим показатель:
(3x−1)+(5−2x)=x+4
Левая часть превратилась в 2x+4.
Приводим правую часть к основанию 2
Справа 64=26. Запишем новое уравнение:
2x+4=26
Приравниваем показатели
x+4=6
x=2
Проверка
23⋅2−1⋅25−2⋅2=25⋅21=26=64. Верно.
Ответ:2
Частые ошибки
Что запомнить
Главная цель - получить уравнение вида af(x)=ag(x) с одинаковым основанием.
Дробь a1 сразу заменяй на a−1 и переноси знак "минус" на весь показатель.
При умножении степеней с одинаковым основанием показатели складываются, при возведении степени в степень - перемножаются.
Единица представляется как a0 для любого основания a.
Всегда подставляй найденный x в исходное уравнение - это займёт 10 секунд, но гарантирует балл.