指數與對數函數
求解指數方程式
指數方程式把未知數藏在指數上,比如 2^x = 50 或 5 · 3^(t-1) = 90。難點在於:普通的代數運算——加減、相除、因式分解——都夠不到一個被困在指數裡的變量。你需要一個能爬上去把它取下來的工具:對數。
主要有兩種策略。如果兩邊都能寫成同底數的冪,就直接令指數相等:由 2^x = 2^5 立即得到 x = 5。當底數無法配成相同時,就對兩邊取對數,用冪法則把指數降為普通的乘法,再像往常一樣分離變量。
做完後務必檢驗答案,尤其因為某些做法在平方或合併項時會引入增根。還要記住對數的定義域限制:真數必須為正。像 b^x 這樣的指數總是正的,所以像 2^x = -4 這樣的方程式沒有實數解,無論你怎樣變形都一樣。
解 2^x = 50。對兩邊取 ln:x · ln(2) = ln(50),於是 x = ln(50) / ln(2) ≈ 3.912 / 0.693 ≈ 5.64。驗證:2^5.64 ≈ 50。
取對數,用冪法則降下指數,再分離 x。
另見