解方程 9x+1−3x+2=2(3x+1−2)9^{x+1} - 3^{x+2} = 2\left(3^{x+1} - 2\right)。 已知 log⁡3(2x−1)=log⁡9(2x−1)+1\log_3(2x-1) = \log_9(2x-1) + 1,求 xx 的值。 已知 log⁡axy=m\log_a xy = m 且 log⁡ax3y2=n\log_a \frac{x^3}{y^2} = n,用 mm 和 nn 表示 5log⁡a(xy)5\log_a \left(\frac{x}{y}\right)。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

9(a)

1. Express all exponential terms with a common base of 3

9x+1−3x+2=2(3x+1−2)9^{x+1} - 3^{x+2} = 2\left(3^{x+1} - 2\right)
(32)x+1−32⋅3x=2(3⋅3x−2)(3^2)^{x+1} - 3^2 \cdot 3^x = 2\left(3 \cdot 3^x - 2\right)
32x+2−9(3x)=6(3x)−43^{2x+2} - 9(3^x) = 6(3^x) - 4
9(3x)2−9(3x)=6(3x)−49(3^x)^2 - 9(3^x) = 6(3^x) - 4

2. Use substitution to form a quadratic equation

Let u=3xu = 3^x.
9u2−9u=6u−49u^2 - 9u = 6u - 4
9u2−15u+4=09u^2 - 15u + 4 = 0

3. Solve the quadratic equation for $u$

(3u−1)(3u−4)=0(3u - 1)(3u - 4) = 0
u=13oru=43u = \frac{1}{3} \quad \text{or} \quad u = \frac{4}{3}

4. Solve for $x$ by substituting back $3^x = u$

When u=13u = \frac{1}{3}:
3x=3−1  ⟹  x=−13^x = 3^{-1} \implies x = -1

When u=43u = \frac{4}{3}:
3x=433^x = \frac{4}{3}
xln⁡3=ln⁡(43)x \ln 3 = \ln\left(\frac{4}{3}\right)
x=ln⁡(4/3)ln⁡3≈0.26185≈0.262 (to 3 s.f.)x = \frac{\ln(4/3)}{\ln 3} \approx 0.26185 \approx 0.262 \text{ (to 3 s.f.)}

答案

x=−1x = -1 or x≈0.262x \approx 0.262

9(b)

1. Change the base of the logarithm from 9 to 3

log⁡9(2x−1)=log⁡3(2x−1)log⁡39=log⁡3(2x−1)2\log_9(2x-1) = \frac{\log_3(2x-1)}{\log_3 9} = \frac{\log_3(2x-1)}{2}

2. Substitute back into the equation and simplify

log⁡3(2x−1)=12log⁡3(2x−1)+1\log_3(2x-1) = \frac{1}{2}\log_3(2x-1) + 1
log⁡3(2x−1)−12log⁡3(2x−1)=1\log_3(2x-1) - \frac{1}{2}\log_3(2x-1) = 1
12log⁡3(2x−1)=1\frac{1}{2}\log_3(2x-1) = 1
log⁡3(2x−1)=2\log_3(2x-1) = 2

3. Convert to exponential form and solve for $x$

2x−1=322x - 1 = 3^2
2x−1=92x - 1 = 9
2x=102x = 10
x=5x = 5

答案

x=5x = 5

9(c)

1. Expand the given logarithmic equations using the product and quotient laws of logarithms

log⁡ax+log⁡ay=m\log_a x + \log_a y = m --- (1)
3log⁡ax−2log⁡ay=n3\log_a x - 2\log_a y = n --- (2)

2. Solve the simultaneous equations for $\log_a x$ and $\log_a y$

From (1), log⁡ay=m−log⁡ax\log_a y = m - \log_a x.
Substitute into (2):
3log⁡ax−2(m−log⁡ax)=n3\log_a x - 2(m - \log_a x) = n
5log⁡ax−2m=n5\log_a x - 2m = n
5log⁡ax=2m+n5\log_a x = 2m + n
log⁡ax=2m+n5\log_a x = \frac{2m + n}{5}

Substitute back into (1):
2m+n5+log⁡ay=m\frac{2m + n}{5} + \log_a y = m
log⁡ay=m−2m+n5=3m−n5\log_a y = m - \frac{2m + n}{5} = \frac{3m - n}{5}

3. Evaluate the target expression $5\log_a \left(\frac{x}{y}\right)$

5log⁡a(xy)=5(log⁡ax−log⁡ay)5\log_a \left(\frac{x}{y}\right) = 5(\log_a x - \log_a y)
=5(2m+n5−3m−n5)= 5\left( \frac{2m + n}{5} - \frac{3m - n}{5} \right)
=(2m+n)−(3m−n)= (2m + n) - (3m - n)
=2n−m= 2n - m

答案

m−nm - n

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1回答所有问题。 已知 a=b2+4ac2aa = \sqrt{\frac{b^2+4ac}{2a}},当 a=4a = 4 且 c=−1c = -1 时,求 bb 的值。 答:b=b = ... 化简 (125p6q−3)−13×(3p0q)2\left(\frac{125p^6}{q^{-3}}\right)^{-\frac{1}{3}} \times \left(\frac{3p^0}{\sqrt{q}}\right)^2…
  2. 2潘先生买了一辆新车。tt 个月后,其价值 VV 由 V=250000e−ptV = 250000e^{-pt} 给出,其中 pp 为常数。该车在 36 个月后的价值为 $180 000。 证明 pp 大约为 0.00913。 求当该车的预期价值为 \…
  3. 3图示为曲线 y=3e−12x−6y = 3e^{-\frac{1}{2}x} - 6 的一部分,该曲线与 xx 轴相交于点 PP,与 yy 轴相交于点 QQ。曲线在点 QQ 处的法线与 xx 轴交于点 RR。求 法线的方程, 阴影区域的面积。
  4. 4某种放射性同位素的衰变可以用指数方程 N=N0e−atN = N_0 e^{-at} 来模拟,其中 tt 为周数,NN 表示放射性同位素的剩余量,N0N_0 和 aa 是常数。 该放射性同位素样品的初始质量为 100.9 g。 2 周后,发现…
  5. 5已知 125x=51−x25\sqrt{125^x} = \dfrac{5^{1-x}}{25},求 125x\sqrt{125^x} 的值。 证明 log⁡2x−log⁡16x=3lg⁡x4lg⁡2\log_2 x - \log_{16} x = \dfrac{3\lg x}{4\lg 2}。