علوم وفضاء

عدد حلول المعادلة الأسية: كيف يغيّره الحد الثابت؟

مرشحو التعويض في خمس حالات
الأخضر مقبول؛ الصفر والسالب مستبعدان.

عدد حلول المعادلة الأسية يتغير عند حدود محددة للثابت. [1]

الخلاصة السريعة

في العائلة المختارة: حلان عندما 0<c<9، وحل واحد عندما c≤0 أو c=9، ولا حل عندما c>9. نعد القيم المختلفة للمتغير الحقيقي. [1]

  • نختار 4^x−6·2^x+c=0، حيث x حقيقي وc ثابت حقيقي نغيره بين المسائل. نضع u=2^x>0؛ لكل u موجب قيمة واحدة x=log_2(u). لذلك نعد جذور u الموجبة المختلفة فقط. [1]
  • التعويض يعطي u²−6u+c=0، ثم (u−3)²=9−c. عندما c<9 المرشحان u=3±√(9−c). إيجابية ما تحت الجذر تثبت وجود مرشحين حقيقيين؛ لا تكفي لقبولهما في المعادلة الأسية. [1]
  • إذا c<0 فالجذر √(9−c)>3: المرشح الأصغر سالب والأكبر موجب، فيبقى حل واحد. عند c=0 المرشحان 0 و6؛ نستبعد الصفر ويكون الحل x=log_2(6). اقتراب 2^x من الصفر لا يجعله صفرًا عند x منتهٍ. [2]
  • إذا 0<c<9 فإن 0<√(9−c)<3؛ المرشحان موجبان ومختلفان، فينتج حلان x=log_2(3−√(9−c)) وx=log_2(3+√(9−c)). عند c=5 مثلًا، u=1 أو5، ومنه x=0 أوlog_2(5). [1]
  • عند c=9 تصبح (u−3)²=0: الجذر 3 مكرر جبريًا، لكنه يعطي قيمة واحدة x=log_2(3). إذا c>9 فالطرف 9−c سالب ولا يساوي مربعًا حقيقيًا؛ لا يوجد حل. [1]
  • اختبر c=−7: المرشحان −1 و7، والمقبول 7؛ بالتعويض 49−42−7=0. عند c=5 نتحقق من 1−6+5=0 و25−30+5=0. التصنيف يخص العائلة المكتوبة؛ تغيير الأساس إلى 1 يزيل التعويض العكسي، لأن 1^x ثابت. [2]

ثبّت العائلة ومجال التعويض

نختار 4^x−6·2^x+c=0، حيث x حقيقي وc ثابت حقيقي نغيره بين المسائل. نضع u=2^x>0؛ لكل u موجب قيمة واحدة x=log_2(u). لذلك نعد جذور u الموجبة المختلفة فقط. [1]

أكمل المربع

التعويض يعطي u²−6u+c=0، ثم (u−3)²=9−c. عندما c<9 المرشحان u=3±√(9−c). إيجابية ما تحت الجذر تثبت وجود مرشحين حقيقيين؛ لا تكفي لقبولهما في المعادلة الأسية. [1]

افحص الثابت غير الموجب

إذا c<0 فالجذر √(9−c)>3: المرشح الأصغر سالب والأكبر موجب، فيبقى حل واحد. عند c=0 المرشحان 0 و6؛ نستبعد الصفر ويكون الحل x=log_2(6). اقتراب 2^x من الصفر لا يجعله صفرًا عند x منتهٍ. [2]

احتفظ بفرعين موجبين

إذا 0<c<9 فإن 0<√(9−c)<3؛ المرشحان موجبان ومختلفان، فينتج حلان x=log_2(3−√(9−c)) وx=log_2(3+√(9−c)). عند c=5 مثلًا، u=1 أو5، ومنه x=0 أوlog_2(5). [1]

افصل التكرار عن عدد الحلول

عند c=9 تصبح (u−3)²=0: الجذر 3 مكرر جبريًا، لكنه يعطي قيمة واحدة x=log_2(3). إذا c>9 فالطرف 9−c سالب ولا يساوي مربعًا حقيقيًا؛ لا يوجد حل. [1]

عدد الحلول بحسب الثابت
الجذر المكرر يعطي قيمة واحدة.

تحقق من المرشحين وحدود النتيجة

اختبر c=−7: المرشحان −1 و7، والمقبول 7؛ بالتعويض 49−42−7=0. عند c=5 نتحقق من 1−6+5=0 و25−30+5=0. التصنيف يخص العائلة المكتوبة؛ تغيير الأساس إلى 1 يزيل التعويض العكسي، لأن 1^x ثابت. [2]

المراجع

  1. التعويض في المعادلات الأسية
  2. مدى الدالة الأسية

طرق الحل

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.