已知 4x+1×52x−3=103x4^{x+1} \times 5^{2x-3} = 10^{3x},求 10x10^x 的值。 由此,解方程 4x+1×52x−3=103x4^{x+1} \times 5^{2x-3} = 10^{3x}。

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完整解法

1(i)

1. Express all terms using prime bases $2$ and $5$.

(22)x+1×52x−3=(2×5)3x(2^2)^{x+1} \times 5^{2x-3} = (2 \times 5)^{3x}
22x+2×52x−3=23x×53x2^{2x+2} \times 5^{2x-3} = 2^{3x} \times 5^{3x}

2. Group the terms with the same base on each side.

22x+223x×52x−353x=1\frac{2^{2x+2}}{2^{3x}} \times \frac{5^{2x-3}}{5^{3x}} = 1
22x+2−3x×52x−3−3x=12^{2x+2-3x} \times 5^{2x-3-3x} = 1
22−x×5−3−x=12^{2-x} \times 5^{-3-x} = 1

3. Isolate $10^x$ to find its value.

22⋅2−x×5−3⋅5−x=12^2 \cdot 2^{-x} \times 5^{-3} \cdot 5^{-x} = 1
4125×(2×5)−x=1\frac{4}{125} \times (2 \times 5)^{-x} = 1
4125×10−x=1\frac{4}{125} \times 10^{-x} = 1
10−x=125410^{-x} = \frac{125}{4}
10x=412510^x = \frac{4}{125}

答案

4125\frac{4}{125}

1(ii)

1. Find the value of $10^x$ from part (i)

From part (i):
4x+1×52x−3=103x4^{x+1} \times 5^{2x-3} = 10^{3x}
4(4x)×1125(25x)=1000x4(4^x) \times \frac{1}{125}(25^x) = 1000^x
4125(100x)=1000x\frac{4}{125}(100^x) = 1000^x
10x=4125=0.03210^x = \frac{4}{125} = 0.032

2. Solve for $x$ using logarithms

10x=0.03210^x = 0.032
x=lg⁡(0.032)x = \lg(0.032)
x≈−1.49485≈−1.49 (to 3 s.f.)x \approx -1.49485 \approx -1.49 \text{ (to 3 s.f.)}

答案

x=−1.49x = -1.49

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