Sr Examen

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-4^x-2^x-2=0 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

Buscar la solución numérica en el intervalo [, ]

Solución

Ha introducido [src]
   x    x        
- 4  - 2  - 2 = 0
$$\left(- 2^{x} - 4^{x}\right) - 2 = 0$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\left(- 2^{x} - 4^{x}\right) - 2 = 0$$
o
$$\left(- 2^{x} - 4^{x}\right) - 2 = 0$$
Sustituimos
$$v = 2^{x}$$
obtendremos
$$- v^{2} - v - 2 = 0$$
o
$$- v^{2} - v - 2 = 0$$
Es la ecuación de la forma
a*v^2 + b*v + c = 0

La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$v_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$v_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = -1$$
$$b = -1$$
$$c = -2$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(-1)^2 - 4 * (-1) * (-2) = -7

Como D < 0 la ecuación
no tiene raíces reales,
pero hay raíces complejas.
v1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

v2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$v_{1} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{7} i}{2}$$
$$v_{2} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{7} i}{2}$$
hacemos cambio inverso
$$2^{x} = v$$
o
$$x = \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
Entonces la respuesta definitiva es
$$x_{1} = \frac{\log{\left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{7} i}{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} = \frac{\log{\left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{7} i}{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
$$x_{2} = \frac{\log{\left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{7} i}{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} = \frac{\log{\left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{7} i}{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
Gráfica
Suma y producto de raíces [src]
suma
   /  ___\     /          /  ___\\      /  ___\     /         /  ___\\
log\\/ 2 /   I*\-pi + atan\\/ 7 //   log\\/ 2 /   I*\pi - atan\\/ 7 //
---------- + --------------------- + ---------- + --------------------
  log(2)             log(2)            log(2)            log(2)       
$$\left(\frac{\log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(- \pi + \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right) + \left(\frac{\log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(\pi - \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right)$$
=
     /  ___\     /         /  ___\\     /          /  ___\\
2*log\\/ 2 /   I*\pi - atan\\/ 7 //   I*\-pi + atan\\/ 7 //
------------ + -------------------- + ---------------------
   log(2)             log(2)                  log(2)       
$$\frac{2 \log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(- \pi + \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(\pi - \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
producto
/   /  ___\     /          /  ___\\\ /   /  ___\     /         /  ___\\\
|log\\/ 2 /   I*\-pi + atan\\/ 7 //| |log\\/ 2 /   I*\pi - atan\\/ 7 //|
|---------- + ---------------------|*|---------- + --------------------|
\  log(2)             log(2)       / \  log(2)            log(2)       /
$$\left(\frac{\log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(- \pi + \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right) \left(\frac{\log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(\pi - \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right)$$
=
                        2                      
  2       2/  ___\   log (2)            /  ___\
pi  + atan \\/ 7 / + ------- - 2*pi*atan\\/ 7 /
                        4                      
-----------------------------------------------
                       2                       
                    log (2)                    
$$\frac{- 2 \pi \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)} + \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4} + \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{7} \right)} + \pi^{2}}{\log{\left(2 \right)}^{2}}$$
(pi^2 + atan(sqrt(7))^2 + log(2)^2/4 - 2*pi*atan(sqrt(7)))/log(2)^2
Respuesta rápida [src]
        /  ___\     /          /  ___\\
     log\\/ 2 /   I*\-pi + atan\\/ 7 //
x1 = ---------- + ---------------------
       log(2)             log(2)       
$$x_{1} = \frac{\log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(- \pi + \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
        /  ___\     /         /  ___\\
     log\\/ 2 /   I*\pi - atan\\/ 7 //
x2 = ---------- + --------------------
       log(2)            log(2)       
$$x_{2} = \frac{\log{\left(\sqrt{2} \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + \frac{i \left(\pi - \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7} \right)}\right)}{\log{\left(2 \right)}}$$
x2 = log(sqrt(2))/log(2) + i*(pi - atan(sqrt(7)))/log(2)
Respuesta numérica [src]
x1 = 0.5 - 2.78752262851411*i
x2 = 0.5 + 2.78752262851411*i
x2 = 0.5 + 2.78752262851411*i