解方程 2x+1+3(2−x)=72^{x+1} + 3(2^{-x}) = 7。

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完整解法

2

1. Rewrite the equation using laws of indices to isolate $2^x$

2(2x)+32x=72(2^x) + \frac{3}{2^x} = 7

2. Use a substitution to form a quadratic equation

Let u=2xu = 2^x.
2u+3u=72u + \frac{3}{u} = 7
2u2−7u+3=02u^2 - 7u + 3 = 0

3. Solve the quadratic equation for $u$

(2u−1)(u−3)=0(2u - 1)(u - 3) = 0
u=12 or u=3u = \frac{1}{2} \text{ or } u = 3

4. Solve for $x$ when $u = \frac{1}{2}$

2x=122^x = \frac{1}{2}
2x=2−12^x = 2^{-1}
x=−1x = -1

5. Solve for $x$ when $u = 3$

2x=32^x = 3
xln⁡2=ln⁡3x \ln 2 = \ln 3
x=ln⁡3ln⁡2≈1.5849≈1.58 (to 3 s.f.)x = \frac{\ln 3}{\ln 2} \approx 1.5849 \approx 1.58 \text{ (to 3 s.f.)}

答案

x=−1x = -1 or x=1.58x = 1.58 (to 3 s.f.)

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