证明方程 12x+1=36×4x+212^{x+1} = 36 \times 4^{x+2} 的解可以表示为 1+lg⁡alg⁡b1 + \frac{\lg a}{\lg b} 的形式,其中 aa 和 bb 是整数。

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完整解法

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1. Express the equation using prime bases or common bases to simplify

12x+1=36×4x+212^{x+1} = 36 \times 4^{x+2}
(3×4)x+1=9×4×4x+2(3 \times 4)^{x+1} = 9 \times 4 \times 4^{x+2}

2. Apply laws of indices to expand the terms

3x+1×4x+1=9×4x+33^{x+1} \times 4^{x+1} = 9 \times 4^{x+3}

3. Group terms with the same base on opposite sides

3x+19=4x+34x+1\frac{3^{x+1}}{9} = \frac{4^{x+3}}{4^{x+1}}
3x+132=4(x+3)−(x+1)\frac{3^{x+1}}{3^2} = 4^{(x+3)-(x+1)}
3x−1=423^{x-1} = 4^2
3x−1=163^{x-1} = 16

4. Take logarithms on both sides to solve for x

lg⁡(3x−1)=lg⁡16\lg(3^{x-1}) = \lg 16
(x−1)lg⁡3=lg⁡16(x-1)\lg 3 = \lg 16
x−1=lg⁡16lg⁡3x - 1 = \frac{\lg 16}{\lg 3}
x=1+lg⁡16lg⁡3x = 1 + \frac{\lg 16}{\lg 3}

5. Alternative grouping to match the exact form if needed (though the previous step gives a valid a and b)

Alternatively, from 3x+1×4x+1=36×4x+23^{x+1} \times 4^{x+1} = 36 \times 4^{x+2}:
12x+14x+1=36×4\frac{12^{x+1}}{4^{x+1}} = 36 \times 4
3x+1=1443^{x+1} = 144
(x+1)lg⁡3=lg⁡144(x+1)\lg 3 = \lg 144
x=−1+lg⁡144lg⁡3x = -1 + \frac{\lg 144}{\lg 3} (not in the form 1+…1 + \dots)
Let's re-evaluate 3x−1=16  ⟹  x=1+lg⁡16lg⁡33^{x-1} = 16 \implies x = 1 + \frac{\lg 16}{\lg 3}. Here a=16,b=3a=16, b=3, which are integers.

答案

x=1+lg⁡3lg⁡0.75x = 1 + \frac{\lg 3}{\lg 0.75} or equivalent

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