問題は、以下の2つの方程式または不等式を解くことです。 (1) $4^x - 2^{x+1} - 8 = 0$ (2) $9^x - 8 \cdot 3^x - 9 > 0$

代数学指数方程式不等式指数関数因数分解置換
2025/7/10

1. 問題の内容

問題は、以下の2つの方程式または不等式を解くことです。
(1) 4x2x+18=04^x - 2^{x+1} - 8 = 0
(2) 9x83x9>09^x - 8 \cdot 3^x - 9 > 0

2. 解き方の手順

(1) 4x2x+18=04^x - 2^{x+1} - 8 = 0 を解く
4x=(22)x=(2x)24^x = (2^2)^x = (2^x)^2 であることを利用し、t=2xt = 2^x と置換すると、
t22t8=0t^2 - 2t - 8 = 0
因数分解すると、
(t4)(t+2)=0(t - 4)(t + 2) = 0
よって、t=4t = 4 または t=2t = -2
t=2xt = 2^x なので、2x=42^x = 4 または 2x=22^x = -2
2x=42^x = 4 より、x=2x = 2
2x=22^x = -2 を満たす実数 xx は存在しない。
(2) 9x83x9>09^x - 8 \cdot 3^x - 9 > 0 を解く
9x=(32)x=(3x)29^x = (3^2)^x = (3^x)^2 であることを利用し、u=3xu = 3^x と置換すると、
u28u9>0u^2 - 8u - 9 > 0
因数分解すると、
(u9)(u+1)>0(u - 9)(u + 1) > 0
よって、u<1u < -1 または u>9u > 9
u=3xu = 3^x なので、3x<13^x < -1 または 3x>93^x > 9
3x<13^x < -1 を満たす実数 xx は存在しない。
3x>93^x > 9 より、3x>323^x > 3^2 なので、x>2x > 2

3. 最終的な答え

(1) x=2x = 2
(2) x>2x > 2

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