Pregunta
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1. Solve for \( x \) : \( \begin{array}{ll}\text { (a) } 4.3^{x}+3^{x}=15 & \text { (b) } 2^{x+1}+2^{x-1}=5 \\ \text { (c) } 2^{x+2}+2^{x-2}+2^{x}=84 & \text { (d) } 3\left(3^{x+2}+3^{x-1}\right)=84\end{array} \)

Ask by Joseph Boone. in South Africa
Feb 03,2025

Solución de tutoría real

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The solutions are: (a) \( x = 1 \) (b) \( x = 1 \) (c) \( x = 4 \) (d) \( x = 1 \)

Solución

Solve the equation \( 2^{x+1}+2^{x-1}=5 \). Solve the equation by following steps: - step0: Solve for \(x\): \(2^{x+1}+2^{x-1}=5\) - step1: Add the terms: \(5\times 2^{x-1}=5\) - step2: Divide both sides: \(\frac{5\times 2^{x-1}}{5}=\frac{5}{5}\) - step3: Divide the numbers: \(2^{x-1}=1\) - step4: Rewrite in exponential form: \(2^{x-1}=2^{0}\) - step5: Set the exponents equal: \(x-1=0\) - step6: Move the constant to the right side: \(x=0+1\) - step7: Remove 0: \(x=1\) Solve the equation \( 2^{x+2}+2^{x-2}+2^{x}=84 \). Solve the equation by following steps: - step0: Solve for \(x\): \(2^{x+2}+2^{x-2}+2^{x}=84\) - step1: Add the terms: \(21\times 2^{x-2}=84\) - step2: Divide both sides: \(\frac{21\times 2^{x-2}}{21}=\frac{84}{21}\) - step3: Divide the numbers: \(2^{x-2}=4\) - step4: Rewrite in exponential form: \(2^{x-2}=2^{2}\) - step5: Set the exponents equal: \(x-2=2\) - step6: Move the constant to the right side: \(x=2+2\) - step7: Add the numbers: \(x=4\) Solve the equation \( 3(3^{x+2}+3^{x-1})=84 \). Solve the equation by following steps: - step0: Solve for \(x\): \(3\left(3^{x+2}+3^{x-1}\right)=84\) - step1: Simplify: \(84\times 3^{x-1}=84\) - step2: Divide both sides: \(\frac{84\times 3^{x-1}}{84}=\frac{84}{84}\) - step3: Divide the numbers: \(3^{x-1}=1\) - step4: Rewrite in exponential form: \(3^{x-1}=3^{0}\) - step5: Set the exponents equal: \(x-1=0\) - step6: Move the constant to the right side: \(x=0+1\) - step7: Remove 0: \(x=1\) The solutions to the given equations are: (a) \( x = 1 \) (b) \( x = 1 \) (c) \( x = 4 \) (d) \( x = 1 \)

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For equation (a) \( 4.3^{x} + 3^{x} = 15 \), we can make a substitution \( y = 3^x \), so \( 4y + y = 15 \), which simplifies to \( 5y = 15 \) and thus \( y = 3 \). By substituting back, we find \( 3^x = 3 \), leading to \( x = 1 \). For equation (b) \( 2^{x+1} + 2^{x-1} = 5 \), we can rewrite it as \( 2 \cdot 2^x + \frac{2^x}{2} = 5 \) or \( 2^{x+1} + 2^{x-1} = 5 \rightarrow 2^{x} (2 + \frac{1}{2}) = 5 \). This results in \( 2^{x} \cdot \frac{5}{2} = 5 \), and solving gives \( 2^{x} = 2 \), so \( x = 1 \) as well. For (c) \( 2^{x+2} + 2^{x-2} + 2^{x} = 84 \), rewrite each term: \( 4 \cdot 2^{x} + \frac{1}{4} \cdot 2^{x} + 2^{x} = 84 \). Combine these to find \( (4 + \frac{1}{4} + 1) 2^{x} = 84 \), simplifying further gives \( \frac{21}{4} 2^{x} = 84 \) leading to \( 2^{x} = 16 \), hence \( x = 4 \). For (d) \( 3(3^{x+2} + 3^{x-1}) = 84 \), we simplify it to \( 3^{x+2} + 3^{x-1} = 28 \). Making a substitution \( z = 3^x \), we have \( 9z + \frac{z}{3} = 28 \) or \( (9 + \frac{1}{3})z = 28 \), which simplifies to \( \frac{28}{\frac{28}{3}} \rightarrow z = 3 \), yielding \( x = 1 \). In summary: (a) \( x = 1 \) (b) \( x = 1 \) (c) \( x = 4 \) (d) \( x = 1 \)

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