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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9709 2022 November Paper 31 Q3

A Level / CIE / P3

CIE 9709 2022 Nov Paper 31 Paper · Question 3

题目

Problem

Solve the equation 23x−1=5(3−x)2^{3x-1}=5(3^{-x}). Give your answer in the form ln⁡aln⁡b\dfrac{\ln a}{\ln b}, where aa and bb are integers.

(4)
题目中文翻译

解方程 23x−1=5(3−x)2^{3x-1}=5(3^{-x})。将答案表示为 ln⁡aln⁡b\dfrac{\ln a}{\ln b} 的形式,其中 aa 和 bb 为整数。

(4)
原卷通用作答要求

Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.

You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.

Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.

请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。

解答

解法一

思路

展开

直接取对数,将指数中的 xx 变成系数,整理一次方程,并把分子、分母中的对数分别合并。

答题过程

展开

Taking natural logarithms,

(3x−1)ln⁡2=ln⁡5−xln⁡3.(3x-1)\ln2=\ln5-x\ln3.

Thus

x(3ln⁡2+ln⁡3)=ln⁡5+ln⁡2.x(3\ln2+\ln3)=\ln5+\ln2.

Since 3ln⁡2+ln⁡3=ln⁡243\ln2+\ln3=\ln24 and ln⁡5+ln⁡2=ln⁡10\ln5+\ln2=\ln10,

x=ln⁡10ln⁡24.\boxed{x=\frac{\ln10}{\ln24}}.

解法二

思路

展开

先用指数法则合并含 xx 的项,得到单个指数方程后再取对数。

答题过程

展开

Rewrite 23x−1=8x/22^{3x-1}=8^x/2 and 3−x=1/3x3^{-x}=1/3^x. Hence

8x2= 53x,8x3x= 10.\begin{align*} \frac{8^x}{2}=&\,\frac5{3^x},\\[4mm] 8^x3^x=&\,10. \end{align*}

Therefore 24x=1024^x=10, and taking logarithms gives

x=ln⁡10ln⁡24.\boxed{x=\frac{\ln10}{\ln24}}.