题目
Problem
In this question you must show all stages of your working.
Solutions relying on calculator technology are not acceptable.
f(x)=2x−3x−5,x>0.
(a) Solve the equation
f(x)=9.
(4)
(b) Solve the equation
f′′(x)=6.
(5)
解答
(a)
解法一
思路
展开
设 u=x,则 x=u2。这样原方程会变成关于 u 的二次方程。因为 u=x≥0,负根要舍去。
答题过程
展开
2x−3x−5=2x−3x−14=90.
Let
u=x.
Then x=u2, so
2u2−3u−14=(2u−7)(u+2)=00.
Hence
u=27oru=−2.
Since u=x≥0,
u=27.
Therefore
x=u2=(27)2=449.
解法二
思路
展开
通过移项并平方消去根号,转化为二次方程求解的方法。
我们不需要设辅助变量。先将原方程移项整理为 2x−14=3x。
然后将等式两边同时平方以消去根号:
(2x−14)2=(3x)2⟹4x2−56x+196=9x
化简得到一元二次方程 4x2−65x+196=0。
通过因式分解求出 x=4 或 x=449。由于平方是同解变形,有可能引入增根,我们将这两个值代回原方程检验,确定 x=4 为增根舍去,最终的正解为 x=449。
答题过程
展开
Rearrange the equation to isolate the surd term on one side:
2x−14=3x
Square both sides of the equation:
(2x−14)2=4x2−56x+196=4x2−65x+196=(3x)29x0.
Factorise the quadratic equation:
(x−4)(4x−49)=0
So
x=4orx=449.
We must verify these solutions in the original equation 2x−3x−5=9.
For x=4:
LHS=2(4)−34−5=8−6−5=−3=9.
Thus, x=4 is an extraneous solution.
For x=449:
LHS=2(449)−3449−5=249−221−5=14−5=9.
This solution is valid. Therefore:
x=449.
(b)
解法一
思路
展开
把 x 写成 x1/2,连续求两次导数。最后解幂方程时要小心负指数。
答题过程
展开
f(x)=f′(x)=f′′(x)==2x−3x1/2−5,2−23x−1/2,−23(−21)x−3/243x−3/2.
Set f′′(x)=6:
43x−3/2=x−3/2=x3/21=x3/2=68881.
Raise both sides to the power 32:
x===(81)2/3(21)241.