Решение уравнений графическим методом: примеры и объяснения

Photo
Решить 20.23

Привет! На изображении несколько заданий, давай решим их по порядку.

Задание 040.23 a)

Уравнение: $3^x = -x - \frac{2}{3}$

Это уравнение не решается аналитически в элементарных функциях. Графическое решение или численные методы могут помочь найти приближенное значение $x$.

Задание 040.23 б)

Уравнение: $(\frac{1}{2})^x = 4x + 6$

Аналогично предыдущему, это уравнение также не имеет простого аналитического решения. Для решения можно использовать графический метод или численные методы.

Задание 040.24 a)

Уравнение: $(\frac{1}{2})^x = 0.5x + 5$

Это уравнение также не решается аналитически. Графическое решение или численные методы могут помочь найти приближенное значение $x$.

Расскажи как решать уравнения графически, покажи примеры и объясни как найти приближенные значения

Отлично! Сейчас я объясню, как решать уравнения графически и как находить приближенные значения.

Графическое решение уравнений

Графический метод решения уравнений заключается в построении графиков функций, соответствующих левой и правой частям уравнения, и нахождении точек их пересечения. Абсциссы этих точек (значения $x$) и будут являться решениями уравнения.

Шаги графического решения:

  1. Разделение уравнения: Представьте уравнение в виде $f(x) = g(x)$, где $f(x)$ и $g(x)$ — функции.
  2. Построение графиков: Постройте графики функций $y = f(x)$ и $y = g(x)$ на одной координатной плоскости.
  3. Нахождение точек пересечения: Найдите точки, в которых графики пересекаются.
  4. Определение решений: Абсциссы точек пересечения являются приближенными решениями уравнения.

Пример:

Рассмотрим уравнение $x^2 = x + 2$.

  1. Разделение уравнения: $f(x) = x^2$ и $g(x) = x + 2$.
  2. Построение графиков:
    • $y = x^2$ — парабола.
    • $y = x + 2$ — прямая.
  3. Нахождение точек пересечения: Графики пересекаются в двух точках: $(-1, 1)$ и $(2, 4)$.
  4. Определение решений: Решения уравнения: $x_1 = -1$ и $x_2 = 2$.

Применение к вашим уравнениям:

a) $3^x = -x - \frac{2}{3}$

  1. $f(x) = 3^x$ (экспонента) и $g(x) = -x - \frac{2}{3}$ (прямая).
  2. Постройте графики этих функций.
  3. Найдите точку пересечения.
  4. Определите значение $x$ в этой точке.

б) $(\frac{1}{2})^x = 4x + 6$

  1. $f(x) = (\frac{1}{2})^x$ (экспонента) и $g(x) = 4x + 6$ (прямая).
  2. Постройте графики этих функций.
  3. Найдите точку пересечения.
  4. Определите значение $x$ в этой точке.

в) $(\frac{1}{2})^x = 0.5x + 5$

  1. $f(x) = (\frac{1}{2})^x$ (экспонента) и $g(x) = 0.5x + 5$ (прямая).
  2. Постройте графики этих функций.
  3. Найдите точку пересечения.
  4. Определите значение $x$ в этой точке.

Замечания:

  • Графический метод дает приближенные решения.
  • Точность решения зависит от масштаба графиков и аккуратности построения.
  • Для более точных решений можно использовать численные методы.
Photo
Решить 20.23 Графическим решением

Ассистент: Конечно, давай решим уравнения 040.23 графическим методом.

Задание 040.23 a)

Уравнение: $3^x = -x - \frac{2}{3}$

  1. Функции: $f(x) = 3^x$ и $g(x) = -x - \frac{2}{3}$
  2. Графики:
    • $y = 3^x$ - экспоненциальная функция, возрастающая.
    • $y = -x - \frac{2}{3}$ - линейная функция, убывающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx -0.6$.

Задание 040.23 б)

Уравнение: $(\frac{1}{2})^x = 4x + 6$

  1. Функции: $f(x) = (\frac{1}{2})^x$ и $g(x) = 4x + 6$
  2. Графики:
    • $y = (\frac{1}{2})^x$ - экспоненциальная функция, убывающая.
    • $y = 4x + 6$ - линейная функция, возрастающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx -1.4$.
Решить 40.24 Графическим решением

Ассистент: Отлично, давай решим уравнения 040.24 графическим методом.

Задание 040.24 a)

Уравнение: $(\frac{1}{2})^x = 0.5x + 5$

  1. Функции: $f(x) = (\frac{1}{2})^x$ и $g(x) = 0.5x + 5$
  2. Графики:
    • $y = (\frac{1}{2})^x$ - экспоненциальная функция, убывающая.
    • $y = 0.5x + 5$ - линейная функция, возрастающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx -4$.

Задание 040.24 б)

Уравнение: $3^x = -x + 4$

  1. Функции: $f(x) = 3^x$ и $g(x) = -x + 4$
  2. Графики:
    • $y = 3^x$ - экспоненциальная функция, возрастающая.
    • $y = -x + 4$ - линейная функция, убывающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx 1$.
Решить 40.25 Графическим решением

Ассистент: Конечно, давай решим уравнения 040.25.

Задание 040.25 a)

Уравнение: $18^x - 8 \cdot 6^x - 9 \cdot 2^x = 0$

  1. Преобразование: Заметим, что $18 = 9 \cdot 2$ и $6 = 3 \cdot 2$. Перепишем уравнение:
    $(9 \cdot 2)^x - 8 \cdot (3 \cdot 2)^x - 9 \cdot 2^x = 0$
    $9^x \cdot 2^x - 8 \cdot 3^x \cdot 2^x - 9 \cdot 2^x = 0$
  2. Деление на $2^x$: Поскольку $2^x \neq 0$, можно разделить обе части уравнения на $2^x$:
    $9^x - 8 \cdot 3^x - 9 = 0$
  3. Замена переменной: Пусть $t = 3^x$. Тогда $t^2 = (3^x)^2 = 9^x$. Уравнение примет вид:
    $t^2 - 8t - 9 = 0$
  4. Решение квадратного уравнения: Решим квадратное уравнение относительно $t$:
    $t^2 - 8t - 9 = 0$
    $D = (-8)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-9) = 64 + 36 = 100$
    $t_1 = \frac{8 + \sqrt{100}}{2} = \frac{8 + 10}{2} = 9$
    $t_2 = \frac{8 - \sqrt{100}}{2} = \frac{8 - 10}{2} = -1$
  5. Обратная замена:
    • $3^x = 9 \Rightarrow 3^x = 3^2 \Rightarrow x = 2$
    • $3^x = -1$ - не имеет решений, так как $3^x > 0$ для любого $x$.

Ответ: $x = 2$

Задание 040.25 б)

Уравнение: $12^x - 6^{x+1} + 8 \cdot 3^x = 0$

  1. Преобразование: Заметим, что $12 = 4 \cdot 3$ и $6 = 2 \cdot 3$. Перепишем уравнение:
    $(4 \cdot 3)^x - 6 \cdot (2 \cdot 3)^x + 8 \cdot 3^x = 0$
    $4^x \cdot 3^x - 6 \cdot 2^x \cdot 3^x + 8 \cdot 3^x = 0$
  2. Деление на $3^x$: Поскольку $3^x \neq 0$, можно разделить обе части уравнения на $3^x$:
    $4^x - 6 \cdot 2^x + 8 = 0$
  3. Замена переменной: Пусть $t = 2^x$. Тогда $t^2 = (2^x)^2 = 4^x$. Уравнение примет вид:
    $t^2 - 6t + 8 = 0$
  4. Решение квадратного уравнения: Решим квадратное уравнение относительно $t$:
    $t^2 - 6t + 8 = 0$
    $D = (-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 8 = 36 - 32 = 4$
    $t_1 = \frac{6 + \sqrt{4}}{2} = \frac{6 + 2}{2} = 4$
    $t_2 = \frac{6 - \sqrt{4}}{2} = \frac{6 - 2}{2} = 2$
  5. Обратная замена:
    • $2^x = 4 \Rightarrow 2^x = 2^2 \Rightarrow x = 2$
    • $2^x = 2 \Rightarrow 2^x = 2^1 \Rightarrow x = 1$

Ответ: $x_1 = 2$, $x_2 = 1$

Решить 40.25

Ассистент: Хорошо, давай решим оставшиеся уравнения графическим методом.

Задание 040.22 a)

Уравнение: $2^{x+1} = 5$

  1. Функции: $f(x) = 2^{x+1}$ и $g(x) = 5$
  2. Графики:
    • $y = 2^{x+1}$ - экспоненциальная функция, возрастающая.
    • $y = 5$ - горизонтальная прямая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx 1.3$.

Задание 040.22 б)

Уравнение: $5^x = -x + 6$

  1. Функции: $f(x) = 5^x$ и $g(x) = -x + 6$
  2. Графики:
    • $y = 5^x$ - экспоненциальная функция, возрастающая.
    • $y = -x + 6$ - линейная функция, убывающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx 1$.

Задание 040.22 в)

Уравнение: $(\frac{1}{7})^x = 2x + 9$

  1. Функции: $f(x) = (\frac{1}{7})^x$ и $g(x) = 2x + 9$
  2. Графики:
    • $y = (\frac{1}{7})^x$ - экспоненциальная функция, убывающая.
    • $y = 2x + 9$ - линейная функция, возрастающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx -2.2$.

Задание 040.22 г)

Уравнение: $(\frac{1}{4})^x = 3x + 1$

  1. Функции: $f(x) = (\frac{1}{4})^x$ и $g(x) = 3x + 1$
  2. Графики:
    • $y = (\frac{1}{4})^x$ - экспоненциальная функция, убывающая.
    • $y = 3x + 1$ - линейная функция, возрастающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx 0$.

Задание 040.22 д)

Уравнение: $3^{\frac{x}{2}} = -0.5x + 4$

  1. Функции: $f(x) = 3^{\frac{x}{2}}$ и $g(x) = -0.5x + 4$
  2. Графики:
    • $y = 3^{\frac{x}{2}}$ - экспоненциальная функция, возрастающая.
    • $y = -0.5x + 4$ - линейная функция, убывающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx 2$.
Решить 40.25

Ассистент: Кажется, ты уже решил задание 40.25. Если хочешь, я могу сгенерировать похожие задачи для практики.

Варианты продолжения:
1 Похожие задачи
Photo
Решить 40.27

Ассистент: Давай решим задание 40.23.

Задание 040.23 a)

Уравнение: $3^x = -x - \frac{2}{3}$

  1. Функции: $f(x) = 3^x$ и $g(x) = -x - \frac{2}{3}$
  2. Графики:
    • $y = 3^x$ - экспоненциальная функция, возрастающая.
    • $y = -x - \frac{2}{3}$ - линейная функция, убывающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx -0.5$.

Задание 040.23 б)

Уравнение: $(\frac{1}{2})^x = 4x + 6$

  1. Функции: $f(x) = (\frac{1}{2})^x$ и $g(x) = 4x + 6$
  2. Графики:
    • $y = (\frac{1}{2})^x$ - экспоненциальная функция, убывающая.
    • $y = 4x + 6$ - линейная функция, возрастающая.
  3. Пересечение: Графики пересекаются примерно в точке $x \approx -1.3$.
thinking img
progress gif

Текст скопирован
Готово
Ошибка
×