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Math Quick Reference Card ─ ECUACIONES EXPONENCIALES 1.2 ─ (cc) www.3con14.com Ecuaciones EXPONENCIALES Es aquella en la que aparecen potencias con una o más variables (o incógnitas) en el exponente ( o exponentes). Por ej.: 3 4 1 32 7 ; 5 125 ; 9 1 ; 2 2 1 0x x x x x En general, de una otra manera, una ecuación exponencial se puede reducir a una ecuación de la forma xa b , donde a y b son números reales mayores que cero. La función exponencial f dada por ( ) 0 1 1xf x a donde a ó a es biyectiva, por tanto, se satisfacen las condiciones equivalentes siguientes para el par de números reales 1 2yx x 1 2 1 2 1 2 1 2 1) , 2) , x x x x si x x entonces a a si a a entonces x x Luego la resolución de ecuaciones exponenciales se basa en la siguiente propiedad: Dos potencias con una misma base positiva y distinta de la unidad son iguales si, y sólo si, son iguales sus exponentes. p.ej. 2 2a bSi entonces a b Aprovechando esta propiedad, la ecuación xa b donde 0, 1, 0a a b debe resolverse así: logx aa b x b OBSERVACIONES: Una potencia de base positiva nunca toma un valor negativo Una igualdad de dos potencias con distinta base positiva sólo se verifica para un exponente igual a cero. 0y ySi a b entonces y No hay un procedimiento general para resolver ecuaciones exponenciales, pero sí que es conveniente conocer bien y aplicar las propiedades de las potencias, de las raíces y, en su caso, de los logaritmos, además de saber factorizar. En general, para resolver una ecuación exponencial, es habitual tomar logaritmos (con base la más conveniente): 1. Aislamos la expresión exponencial en un lado de la ecuación 2. Tomamos logaritmos en cada miembro y usamos las propiedades de los logaritmos para “bajar x” del exponente 3. Despejamos la variable y calculamos su valor Por tanto, algunos tipos elementales de ecuaciones exponenciales, se pueden resolver si utilizamos una de estas estrategias: Conseguir una igualdad de exponenciales de la misma base: escribimos los dos miembros de la ecuación como potencias de la misma base y así podemos igualar los exponentes. 2 65 5 2 6 3x x x Tomar logaritmos: aplicamos logaritmos a ambos miembros, (después de dejar un término en cada lado de la igualdad) y despejamos la incógnita, por último, empleamos la calculadora para hallar un valor aproximado de x . 1 log15 15 3 1.682606194 log5 x x x x Utilizar un cambio de variable: realizamos un cambio de variable para reducir la ecuación a otra ecuación algebraica de 1º, 2º,… Otros métodos pueden ser: ‐ Sacar factor común una potencia (realizamos cambios convenientes hasta conseguir potencias comunes). ‐ Aplicar suma de términos de progresión geométrica. ‐ Comprobar si las bases son números positivos inversos entre sí. etc… Ejemplos previos: Reduciendo ambos miembros a una misma base 3 1 35 4 5 2 1 7 2 5 3 3 2 2 93 4 5 5 1 5 14 2 2 2 1 10 2 2 2102 2 2 25 3 3 10 10 2 2 9 114 23 5 2 8 40.1 1000 12 2 8 3 4 5 8 2xx x x x x x x x x x x xx x x x x x xx x x x Sacando una potencia como factor común 2 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 4 2 3 3 3 1 1 1 5 5 5 550 3 3 3 3 117 4 1 336 5 3 4 16 3 1 16 5 5 550 3 3 1 117 4 336 5 3 21 5 3 5 550 3 117 4 5 3 4 3 2 5 550 3 3 3 117 4 4 4 4 22 13 5 5 336 2 3 3 3 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 3x Utilizando un cambio de variable 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 3 7 3 18 0 2 2 2 2 (2 ) 3 2 1 0 3 0 2 0 2 0 7 18 0 2 0 2 3 1 0 9 2 17 11 1 3 3 1 2 1 1 2 9 7 3 18 0 4 2 2 2 3 2 1 2 2 4 3 9 2 2 2 1 3 0 2 1 0 2 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x t t t t t t t t t t t t t t t t t t x N x x 1 2 1 2 2 1x xO O xN Tomando logaritmos Ecuaciones de la forma: ( ) ( ) logf x aa b f x b Donde 0, 1 y 0a a b , puede resolverse por logaritmación de ambos miembros. Esto es posible puesto que ambos miembros de la ecuación son positivos. 2 1 1 3 1 1 2 3 log5 log7 log3 log2 2 1 log5 3 log7 1 log3 log2 2 log5 log5 3log7 log7 log3 log2 log3 (2 log5 log7) 3log7 log5 log3 log2 log3 3log7 log5 log1715 2 log5 log7 log17 1.441 5 7 3 9 2 5 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x log3 log3 log3 log2 log( 2.709 ) 5 3 2 x
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