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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9709 2022 November Paper 32 Q1

A Level / CIE / P3

CIE 9709 2022 Nov Paper 32 Paper · Question 1

题目

Problem

Solve the equation 23x−1=5(31−x)2^{3x-1}=5(3^{1-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(31−x)2^{3x-1}=5(3^{1-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,把指数移到乘数位置,再整理成一次方程并合并对数。

答题过程

展开

Taking natural logarithms,

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

Hence

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

Combining logarithms,

xln⁡24=ln⁡30.x\ln24=\ln30.

Therefore x=ln⁡30/ln⁡24\boxed{x=\ln30/\ln24}.

解法二

思路

展开

先合并所有含 xx 的指数项,得到单一指数方程后再取对数。

答题过程

展开

Using 23x−1=8x/22^{3x-1}=8^x/2 and 31−x=3/3x3^{1-x}=3/3^x,

8x2=153x.\frac{8^x}{2}=\frac{15}{3^x}.

Thus

8x3x= 30,24x= 30.\begin{align*} 8^x3^x=&\,30,\\[4mm] 24^x=&\,30. \end{align*}

Taking logarithms gives

x=ln⁡30ln⁡24.\boxed{x=\frac{\ln30}{\ln24}}.