与えられた指数方程式 $4^x + 2 \cdot 2^x - 3 = 0$ を解きます。

代数学指数方程式二次方程式因数分解方程式の解
2025/7/16

1. 問題の内容

与えられた指数方程式 4x+22x3=04^x + 2 \cdot 2^x - 3 = 0 を解きます。

2. 解き方の手順

まず、2x=t2^x = t とおきます。すると、4x=(22)x=(2x)2=t24^x = (2^2)^x = (2^x)^2 = t^2 となります。
与えられた方程式は、
t2+2t3=0 t^2 + 2t - 3 = 0
と書き換えられます。これは tt に関する二次方程式なので、因数分解できます。
(t+3)(t1)=0 (t+3)(t-1) = 0
よって、t=3t = -3 または t=1t = 1 となります。
ここで、t=2xt = 2^x であったことを思い出すと、
2x=32^x = -3 または 2x=12^x = 1 となります。
2x=32^x = -3 は、どのような実数 xx に対しても成立しません。なぜなら、2x2^x は常に正であるからです。
一方、2x=12^x = 1 は、x=0x = 0 のとき成立します。

3. 最終的な答え

x=0x = 0