4^{x^2+2x-16} = 4^{-1}
Так как основания одинаковые и степени равны, то и показатели равны.
x2 + 2x – 16 = –1
x2 + 2x – 15 = 0
(x + 5)(x – 3) = 0
x1 = –5; x2 = 3
2) 3^{2x} - 24 \cdot 3^{x} - 81 = 0
Замена y = 3^{x} > 0 при любом значении x.
y2 – 24y – 81 = 0
(y – 27)(y + 3) = 0
y = –3 < 0 – не подходит
y = 27 > 0 – подходит
3^{x} = 27
3^{x} = 3^{3}
x = 3
3) 3 \cdot 5^{x-2} + 5^{x-1} = 200
3 \cdot 5^{-2} \cdot 5^{x} + 5^{-1} \cdot 5^{x} = 200
5^{x} \cdot (\frac{3}{5^2} + \frac{1}{5}) = 200
5^{x} \cdot (\frac{3}{25} + \frac{5}{25}) = 200
5^{x} \cdot \frac{8}{25} = 200
5^{x} = 200 \cdot \frac{25}{8} = 25 \cdot 8 \cdot \frac{25}{8} = 25^2 = 5^4
x = 4
4) 2^{3x+2} + 3 \cdot 2^{3x-2} - 5 \cdot 2^{3x+1} = -336
2^2 \cdot 2^{3x} + 3 \cdot 2^{-2} \cdot 2^{3x} - 5 \cdot 2 \cdot 2^{3x} = -336
2^{3x} \cdot (4 + \frac{3}{4} - 10) = -336
Приводим числа в скобках к общему знаменателю 4:
2^{3x} \cdot (\frac{16}{4} + \frac{3}{4} - \frac{40}{4}) = -336
2^{3x} \cdot (-\frac{21}{4}) = -336
Минусы можно убрать:
2^{3x} \cdot \frac{21}{4} = 336
2^{3x} = \frac{336 \cdot 4}{21} = 16 \cdot 4 = 64 = 2^6
Так как основания одинаковые и степени равны, то и показатели равны.
3x = 6
x = 2
5) 4^{5x^2 + 3x} - 20 = -32^{x^2 + 3/5 \cdot x}
4^{5x^2 + 3x} - 20 = -32^{\frac{1}{5}(5x^2 + 3x)}
2^{2(5x^2 + 3x)} - 20 + 2^{5 \cdot \frac{1}{5}(5x^2 + 3x)} = 0
2^{2(5x^2 + 3x)} - 20 + 2^{5x^2 + 3x} = 0
Замена y = 2^{5x^2 + 3x} > 0 при любом значении x
y2 + y – 20 = 0
(y + 5)(y – 4) = 0
y = –5 < 0 – не подходит
y = 4 > 0 – подходит
2^{5x^2 + 3x} = 4
2^{5x^2 + 3x} = 2^2
Так как основания одинаковые и степени равны, то и показатели равны.
5x2 + 3x = 2
5x2 + 3x – 2 = 0
(x + 1)(5x – 2) = 0
x1 = –1; x2 = 2/5 = 0,4
6) (\frac{3}{4})^{4x-1}(\frac{4}{3})^{3x-1} = \frac{27}{64}
Воспользуемся свойством степеней:
(\frac{a}{b})^{c} = (\frac{b}{a})^{-c}
Получаем:
(\frac{3}{4})^{4x-1}(\frac{3}{4})^{1-3x} = \frac{3^3}{4^3}
Если основания одинаковые, то при умножении степеней показатели складываются:
(\frac{3}{4})^{4x-1+1-3x} = (\frac{3}{4})^3
(\frac{3}{4})^{x} = (\frac{3}{4})^3
Так как основания одинаковые и степени равны, то и показатели равны.
x = 3
7) 3^{x+1} + 2^{2x+1} = -20 \cdot 2^{2x} + 3^{x+2}
3 \cdot 3^{x} + 2 \cdot 2^{2x} = -20 \cdot 2^{2x} + 3^2 \cdot 3^{x}
22 \cdot 2^{2x} = 6 \cdot 3^{x}
11 \cdot 4^{x} = 3 \cdot 3^{x}
(\frac{4}{3})^{x} = \frac{3}{11}
x = \log_{4/3} (\frac{3}{11})
К сожалению, получился такой непростой и некрасивый ответ.
8) (\sqrt{11+2 \sqrt{30}})^{x} + (\sqrt{11-2 \sqrt{30}})^{x} = 22
Заметим, что:
(11+2 \sqrt{30})(11-2 \sqrt{30}) = 11^2 - 2^2 \cdot 30 = 121 - 120 = 1
Это значит, что: \sqrt{11-2 \sqrt{30}} = \frac{1}{\sqrt{11+2 \sqrt{30}}}
Замена: y = (\sqrt{11+2 \sqrt{30}})^{x}, тогда (\sqrt{11-2 \sqrt{30}})^{x} = \frac{1}{y}
И при этом y = (\sqrt{11+2 \sqrt{30}})^{x} > 0 при любом значении x.
y + \frac{1}{y} = 22
Умножаем всё уравнение на y:
y2 – 22y + 1 = 0
D/4 = (–11)2 – 1·1 = 121 – 1 = 120
y1 = 11 - sqrt(120) = 11 - 2sqrt(30)
(\sqrt{11+2 \sqrt{30}})^{x} = 11-2 \sqrt{30}
(\sqrt{11+2 \sqrt{30}})^{x} = \frac{1}{11+2 \sqrt{30}}
(11+2 \sqrt{30})^{x/2} = (11+2 \sqrt{30})^{-1}
x/2 = –1
x1 = –2
y2 = 11 + sqrt(120) = 11 + 2sqrt(30)
(\sqrt{11+2 \sqrt{30}})^{x} = 11+2 \sqrt{30}
(11+2 \sqrt{30})^{x/2} = (11+2 \sqrt{30})^{1}
x/2 = 1
x2 = 2
9) 25^{\sqrt{x+1} + 1} - 126 \cdot 5^{\sqrt{x+1}} = -5
25 \cdot 25^{\sqrt{x+1}} - 126 \cdot 5^{\sqrt{x+1}} + 5 = 0
Замена y = 5^{\sqrt{x+1}} > 0 при любом значении x.
Тогда 25^{\sqrt{x+1}} = y^2
25y2 – 126y + 5 = 0
(y – 5)(25y – 1) = 0
y1 = 5 > 0 – подходит
5^{\sqrt{x+1}} = 5
\sqrt{x+1} = 1
x + 1 = 1
x1 = 0
y2 = 1/25 > 0 – подходит
5^{\sqrt{x+1}} = \frac{1}{25} = 5^{-2}
\sqrt{x+1} = -2
Слева арифметический квадратный корень, он не может быть равен отрицательному числу. Поэтому в этом варианте решений нет.
Ответ: x = 0
10) Видно не целиком, не могу решить.