指数方程 编辑

数学术语
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指数方程(exponential equation)是一种超越方程.指含底是常数而指数里含有未知数的项,但不含有其他超越式的方程。也可以将指数方程定义为:在指数里含有未知数的方程.这个定义与上面定义不同之处是没有“底数是常数”的限制以及允许含有其他超越式.因此,这样定义指数方程包含幂指方程和含有其他超越式的方程。

基本信息

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中文名:指数方程

外文名:exponentialequation

表达式:a^x=b

应用学科:数学

定义:底是常数而指数含有未知数

关键:化为一元一次、一元二次方程

解法:4种

定义

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图1 指数方程图1 指数方程

指数方程(exponential equation)是在指数里含有未知数的方程叫做指数方程。

反函数

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对数方程:在对数符号后面含有未知数的方程。

基本思想

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化同底或换元。

例题

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方程(1/2)^x=x,x的解为

a.(1/10,1/5)

b.(3/10,2/5)

c.(1/2,7/10)

d.(9/10,1)

解这种题目有两种方法。一、二分法求方程的解。把方程变形得到:(1/2)^x-x=0,设函数Y=(1/2)^x-x,那么解这个方程也就是要求Y=0的时候X的值,也就是求函数Y=(1/2)^x-x与X轴交点的横坐标,画图后可以看出只有一个解。那么假设这个解为A,那么对于大于A的数M和小于A的数N,必定有f(M)*f(N)<0,仔细想想,点(A,0)在X轴上,它两边的函数一边大于0,一边小于0。随便带入果两个比较简单的数,求函数值,如果一正一负,那么f(M)*f(N)<0,A就必定在(M,N)区间内,取M和N的中点,算函数值,看这个函数值是大于0还是小于0,再与N或M组成一个区间,A必定在这个区间内,再重复这种操作,就可以求出解的很精确的数值。二、这是选择题,把答案带入检验也可以。分别把四个选项的两个数带入上述函数,看其乘积是否小于0,如果是,根就在这个区间内。检验之后,只有C符合。所以选C。

解题关键

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如何将指数方程化归为一元一次、一元二次方程。在化归过程中有时两边化同底,有时两边取对数,有时恰当变形后换元,充分体现了化归思想和熟悉化解题原则。

解法

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(1)方程的解法:形如

的方程,方程的解是

(2)方程的解法:形如

的方程,将方程化为f(x)=g(x)。

(3)方程的解法:形如

的方程,将方程化为f(x)lga=g(x)lgb。

(4)方程的解法: 形如

的方程,设

方程可化为At²+Bt+C=0。

对比

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对数方程:在对数符号后面含有未知数的方程。

幂函数:指数为常数,底数含有未知数的方程。

图2 指数与对数对比图 图2 指数与对数对比图

应用——解Burgers-BBM方程

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根据非线性Burgers-BBM方程的特点,利用指数函数展开法及齐次平衡原理,通过一个变换技巧,并借助Maple数学软件强大符号运算能,简捷地获得了Burgers-BBM方程的行波解、孤立波解及三角函数周期解.并用Maple软件获得3个典型的波形图。