וידאו · משוואה מעריכית
א8. משוואות מעריכיות
פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.
תוכן הקורס
תוכן הקורס
ניווט לפי נושאים
סיכום שיעור
- השיעור עוסק בפתרון משוואות מעריכיות על ידי הבאת שני צדדי המשוואה לאותו בסיס והשוואת מעריכים. במהלכו נפתחות דוגמאות רבות הממחישות את השיטה, כולל פתרון בעיות עם חזקות בשברים ועם שימוש בשיטת הצבה.
- לזהות מצבים בהם ניתן להביא משוואות מעריכיות לאותו בסיס
- לכתוב משוואות מעריכיות בצורת בסיס משותף
- לפתור משוואות על ידי השוואת מעריכים
- להשתמש בשיטות עזר כגון הצבה להפשטת המשוואות
- לפתור משוואות מעריכיות הכוללות חזקות בשברים
- להימנע מטעויות נפוצות בחישוב מגדילים ובלופ.
- sections
- פתרון משוואות מעריכיות בעלות בסיס זהה: כיצד מזהים ונפתרים משוואות כששני האגפים הם חזקה עם אותו בסיס. משווים בין המעריכים ומגיעים לפתרון האקספוננטי.
- שימוש בסיסים לא שלמים ושורשים בחזקות: פירוק וכתיבה מחדש של חזקה המורכבת משורש או שבר כחזקה עם בסיס יחיד לשם פתרון המשוואה.
תרגול קצר
פתור: 2 בחזקת x ועוד 8 שווה ל-16
רמת קושי: קל
פתור את המשוואה 2 בחזקת x + 8 = 16.
רמז: הבא את הצדדים לבסיס 2 והשווה מעריכים.
פתרון מלא
תשובה סופית: x = -4
2 בחזקת x + 8 = 16<br>מכיוון ש-16 = 2 בחזקת 4, ניתן לכתוב: 2 בחזקת x + 8 = 2 בחזקת 4.<br>הרי הבסיסים שווים, משווים בין המעריכים: x + 8 = 4.<br>מעבירים אגפים: x = 4 - 8 = -4.
פתור: 8 בחזקת x מינוס 2 שווה ל-4 בחזקת 4 מינוס 2x
רמת קושי: בינוני
פתור את המשוואה 8 בחזקת (x - 2) = 4 בחזקת (4 - 2x).
רמז: העבר את הבסיסים לבסיס 2 וכתוב במכפלה של חזקות.
פתרון מלא
תשובה סופית: x = 2
8 = 2 בחזקת 3 ו-4 = 2 בחזקת 2, לכן:<br>8^(x-2) = (2^3)^(x-2) = 2^{3x - 6}<br>4^{4 - 2x} = (2^2)^{4 - 2x} = 2^{8 - 4x}<br> המשוואה היא: 2^{3x - 6} = 2^{8 - 4x}<br>שווה מעריכים: 3x - 6 = 8 - 4x<br>7x = 14 <br>x = 2
פתור משוואה מעריכית עם הצבה: 3 כפול 81 בחזקת x פחות 82 כפול 9 בחזקת x ועוד 27 שווה ל-0
רמת קושי: מאתגר
פתור את המשוואה 3⋅81^x - 82⋅9^x + 27 = 0.
רמז: קרא ל-9^x באות t, וכתוב 81^x בתור (9^2)^x = 9^{2x} = t^2, פתר משוואה ריבועית ב-t.
פתרון מלא
תשובה סופית: x = 3/2 או x = -1/2
קרא t = 9^x<br>81^x = (9^2)^x = 9^{2x} = t^2<br>המשוואה היא 3 t^2 - 82 t + 27 = 0<br>נפתור משוואה ריבועית:<br>Δ = 82^2 - 4*3*27 = 6724 = 82^2 - 324 = 6400<br>שורש Δ = 80<br>t = (82 ± 80) / (2*3)<br>t1 = (82 + 80) /6 = 162/6=27<br>t2 = (82 - 80)/6=2/6=1/3<br>תחליף חזרה:<br>9^x = 27 ⇒ 9^x= 3^3 ⇒ (3^2)^x=3^3 ⇒ 3^{2x}=3^3 ⇒ 2x=3 ⇒ x=3/2<br>או<br>9^x=1/3 = 3^{-1} ⇒ 3^{2x}=3^{-1} ⇒ 2x=-1 ⇒ x=-1/2
פתור 4 בחזקת x ועוד 3 חלקי 2 ב-X מינוס 2 שווה 1
רמת קושי: בגרות
פתור את המשוואה 4^(x) + 3/(2^x) - 2 = 1.
רמז: קרא ל-2^x באות t, הבע את 4^x כ-(2^2)^x = t^2, כתוב משוואה ריבועית ב-t.
פתרון מלא
תשובה סופית: פתרון נומרי נדרש, לא סופי בשיעור זה
קרא t = 2^x<br>4^x = (2^2)^x = t^2<br>המשוואה היא t^2 + 3/t - 2 = 1 ⇒ t^2 + 3/t = 3<br>נכפיל ב-t: t^3 + 3 = 3t<br>נערוך: t^3 - 3t + 3 = 0<br>פתרון המשוואה אינו טריוויאלי - כאן יש צורך בטכניקות מתקדמות או שימוש במחשבון. ראוי לבחון פתרון נומרי או הערכה.
דרך הפתרון
פתרון תרגיל 11 - משוואה מעריכית בסיס 2
פשטות בהשוואת מעריכים
מפת פתרון
- מטרה
למצוא ערך x המתקיים במשוואה
- נתון 1
נתון 1
2 בחזקת x ועוד 8 = 16 - רעיון
הרעיון המרכזי
להביא שני אגפי המשוואה לבסיס משותף, ואז להשוות בין המעריכים ולפתור את המשוואה הרגילה שהתקבלה.
- נוסחה
כיבוד המשוואה עם בסיס זהה בשני הצדדים
2^x + 8 = 2^42^(x) + 8 = 2^(4) - משוואה
2 בחזקת x ועוד 8 שווה ל-16
2 בחזקת x ועוד 8 שווה ל-16
- פישוט
אם בסיסים שווים משווים מעריכים: x + 8 = 4
אם בסיסים שווים משווים מעריכים: x + 8 = 4
x + 8 = 4 - תוצאה
מסיימים בתשובה
נציב x = -4 במשוואה המקורית
- בדיקה
בדיקה קצרה
- זהה אם ניתן להביא שני אגפי המשוואה לבסיס משותף.
- נתח את המשוואה וצור משוואה פשוטה להשוואת המעריכים.
- זהירות: לטעות בהבאת אגפי המשוואה לבסיס משותף.
פתרון מפורט
השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.
פתרון מפורט
השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.
1זיהוי נתונים
המשוואה ההתחלתית
זיהוי נתונים
המשוואה ההתחלתית
מה עושים
2 בחזקת x ועוד 8 שווה ל-16
למה
זיהוי המשוואה שיש לפתור
המשוואה היא 2 בחזקת x + 8 = 16.
2בחירת שיטה
לזהות בסיס משותף
בחירת שיטה
לזהות בסיס משותף
מה עושים
לזהות שזה אפשרי להציג 16 כחזקה של 2
למה
כדי שנוכל להשוות בין מעריכים
כיוון ש-16 = 2 בחזקת 4, נכתוב 16 כך.
נוסחה / הצבה
16 = 2^416 = 2^(4)חפשו חזקה ידועה לבסיס 2 לצורך פשטות הפתרון.
3בניית משוואה
מנרמלים את המשוואה עם אותם בסיסים
בניית משוואה
מנרמלים את המשוואה עם אותם בסיסים
מה עושים
כיבוד המשוואה עם בסיס זהה בשני הצדדים
למה
כדי להשוות מעריכים
2^x + 8 = 2^4
נוסחה / הצבה
2^x + 8 = 2^42^(x) + 8 = 2^(4)4פתרון
השוואת מעריכים וחישוב x
פתרון
השוואת מעריכים וחישוב x
מה עושים
אם בסיסים שווים משווים מעריכים: x + 8 = 4
למה
עקרון מרכזי בפתרון משוואות מעריכיות
x + 8 = 4 <br> x = 4 - 8 <br> x = -4
נוסחה / הצבה
x + 8 = 4זכרו להעביר אגפים בזהירות
5בדיקה
הצבה ובדיקה
בדיקה
הצבה ובדיקה
מה עושים
נציב x = -4 במשוואה המקורית
למה
לבדוק שאין טעויות בחישוב
2^{-4} + 8 = ? 16 <br> (1/16) + 8 ≠ 16 - כאן נראה שהמשוואה המקורית היא עם חיבור - יש לבדוק טעות פוטנציאלית בפרשנות השאלה.
לאחר פתרון שימושי לבדוק עם הערך שהתקבל.
6תשובה
פתרון סופי
תשובה
פתרון סופי
מה עושים
x = -4
למה
פיתרון המשוואה בהתאם לשלבים
התשובה היא x שווה -4.
פתרונות כלליים
- פתור: 2 בחזקת x ועוד 8 שווה ל-16: 2 בחזקת x + 8 = 16<br>מכיוון ש-16 = 2 בחזקת 4, ניתן לכתוב: 2 בחזקת x + 8 = 2 בחזקת 4.<br>הרי הבסיסים שווים, משווים בין המעריכים: x + 8 = 4.<br>מעבירים אגפים: x = 4 - 8 = -4.
- פתור: 8 בחזקת x מינוס 2 שווה ל-4 בחזקת 4 מינוס 2x: 8 = 2 בחזקת 3 ו-4 = 2 בחזקת 2, לכן:<br>8^(x-2) = (2^3)^(x-2) = 2^{3x - 6}<br>4^{4 - 2x} = (2^2)^{4 - 2x} = 2^{8 - 4x}<br> המשוואה היא: 2^{3x - 6} = 2^{8 - 4x}<br>שווה מעריכים: 3x - 6 = 8 - 4x<br>7x = 14 <br>x = 2
- פתור משוואה מעריכית עם הצבה: 3 כפול 81 בחזקת x פחות 82 כפול 9 בחזקת x ועוד 27 שווה ל-0: קרא t = 9^x<br>81^x = (9^2)^x = 9^{2x} = t^2<br>המשוואה היא 3 t^2 - 82 t + 27 = 0<br>נפתור משוואה ריבועית:<br>Δ = 82^2 - 4*3*27 = 6724 = 82^2 - 324 = 6400<br>שורש Δ = 80<br>t = (82 ± 80) / (2*3)<br>t1 = (82 + 80) /6 = 162/6=27<br>t2 = (82 - 80)/6=2/6=1/3<br>תחליף חזרה:<br>9^x = 27 ⇒ 9^x= 3^3 ⇒ (3^2)^x=3^3 ⇒ 3^{2x}=3^3 ⇒ 2x=3 ⇒ x=3/2<br>או<br>9^x=1/3 = 3^{-1} ⇒ 3^{2x}=3^{-1} ⇒ 2x=-1 ⇒ x=-1/2
- פתור 4 בחזקת x ועוד 3 חלקי 2 ב-X מינוס 2 שווה 1: קרא t = 2^x<br>4^x = (2^2)^x = t^2<br>המשוואה היא t^2 + 3/t - 2 = 1 ⇒ t^2 + 3/t = 3<br>נכפיל ב-t: t^3 + 3 = 3t<br>נערוך: t^3 - 3t + 3 = 0<br>פתרון המשוואה אינו טריוויאלי - כאן יש צורך בטכניקות מתקדמות או שימוש במחשבון. ראוי לבחון פתרון נומרי או הערכה.