Equazione esponenziale fratta #34998

avt
JohnnyR
Cerchio
Avrei bisogno di una mano per risolvere un'equazione esponenziale fratta, in cui compaiono diverse potenze con basi differenti.

Risolvere la seguente equazione esponenziale.

(3^(2-x)-3^(1-x))/(9^(x+1)-3^(2x+1)) = 27^(1+3x)

Grazie.
 
 

Equazione esponenziale fratta #35001

avt
Danni
Sfera
Consideriamo l'equazione esponenziale

(3^(2-x)-3^(1-x))/(9^(x+1)-3^(2x+1)) = 27^(1+3x)

Il nostro intento consiste nel determinare tutti i possibili valori dell'incognita che realizza l'uguaglianza. Osserviamo che proprio perché l'incognita si presenta al denominatore, dobbiamo necessariamente imporre le condizioni di esistenza.

Affinché l'equazione sia ben posta, dobbiamo richiedere che:

9^(x+1)-3^(2x+1) ne 0

Sfruttiamo le proprietà delle potenze cosicché le basi coincidano

 (3^(2))^(x+1)-3^(2x+1) ne 0 ; 3^(2x+2)-3^(2x+1) ne 0 ; 3^(2x+2) ne 3^(2x+1)

Poiché le basi sono uguali, è sufficiente imporre che gli esponenti siano differenti

2x+2 ne 2x+1 → 2 ne 1

Indipendentemente dal valore assunto da x, la disuguaglianza 2 ne 1 è sempre e comunque vera: ciò significa che l'equazione è ben posta per qualunque valore di x.

Occupiamoci dell'equazione: il nostro obiettivo consiste nell'utilizzare le proprietà delle potenze per far sì che i termine esponenziali abbiano la medesima base e - nel caso sia possibile - lo stesso esponente.

Partiamo dai termini al numeratore

 3^(2-x) = 3^(2)·3^(-x) ; 3^(1-x) = 3·3^(-x)

Per quanto concerne i termini a denominatore, scriviamo invece

 9^(x+1) = 9·9^(x) = 9·3^(2x) ; 3^(2x+1) = 3·3^(2x)

Infine, occupiamoci del secondo membro

27^(1+3x) = (3^3)^(1+3x) = 3^(3+9x)

Con le informazioni in nostro possesso, siamo in grado di esprimere l'equazione nella forma

(9·3^(-x)-3·3^(-x))/(9·3^(2x)-3·3^(2x)) = 3^(3+9x)

Sommiamo i termini simili

(6·3^(-x))/(6·3^(2x)) = 3^(3+9x)

semplifichiamo 6

(3^(-x))/(3^(2x)) = 3^(3+9x)

e utilizziamo la proprietà sul quoziente di due potenze con la stessa base, per ricavare l'equazione

3^(-x-2x) = 3^(3+9x) → 3^(-3x) = 3^(3+9x)

Da qui alla soluzione, il passo è breve: è sufficiente uguagliare gli esponenti e considerare l'equazione di primo grado

-3x = 3+9x → -12x = 3

da cui cambiando i segni ai due membri e dividendo per 12 otteniamo

x = -(3)/(12) → x = -(1)/(4)

L'esercizio è concluso.
Ringraziano: Omega, Pi Greco, LittleMar, Ifrit, JohnnyR

Equazione esponenziale fratta #35005

avt
JohnnyR
Cerchio
Grazie di cuore!
Ringraziano: Danni
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Os