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[科普中国]-幂指方程

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诸如xx=x这样的方程,既不是整式方程,又不是指数方程,更一般地,如果在方程中出现底数和指数中同有未知数的项,这样的方程通常叫做幂指方程(power-exponent equation)。幂指方程的求解甚为复杂,通常讨论如下两种简单情形:限于寻求整数解;底数虽有未知数,但取值恒为正数1。

基本介绍幂指方程是一种特殊的指数方程,指在方程中出现乘幂且底数与指数中同时含有未知数的方程,例如xx=x(x>0)。幂指方程的求解较为复杂,通常只讨论如下两种简单情形:限于求整数解;作为底数的未知数的函数式恒取正值。例如,解方程

由log3x知x>0,且方程的右边在(0,+∞)上有意义,对方程的两边取以3为底的对数得

令y=log3x,得8=(2+y)y。解之有y1=-4,y2=2,即log3x=-4或log3x=2,所以原方程的解为x1=1/81,x2=92。

指导 关于幂指方程的一般解法(分三步) : ①讨论确定x的允许取值范围;②讨论底数为0,±1时的情况,适合者为根;③在x的允许取值范围内,且在x≠0,±1的条件下,按一般指数方程解之。见下文例1。

举例说明【例1】解方程:

解:第一步:确定x的允许取值范围3。

知,如有意义,必须x≥0,

又∵0º无意义,

∴x≠0,因此,x> 0。

第二步:讨论底数。

显然x= 1适合方程。

第三步:在x>0,x≠1的前提下,

得:

解得:

(不适合,舍去)

原方程的解为:

【例2】解方程:

(1) 当x-2