与えられた指数方程式 $4 - 2^{x+2} + 4^x = 0$ を解く問題です。

代数学指数方程式二次方程式方程式の解法指数法則
2025/4/25

1. 問題の内容

与えられた指数方程式 42x+2+4x=04 - 2^{x+2} + 4^x = 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、2x+22^{x+2}2x2^x を用いて書き換え、さらに 4x4^x(2x)2(2^x)^2 と書き換えます。
2x+2=2x22=42x2^{x+2} = 2^x \cdot 2^2 = 4 \cdot 2^x
4x=(22)x=(2x)24^x = (2^2)^x = (2^x)^2
これらを元の式に代入すると、
442x+(2x)2=04 - 4 \cdot 2^x + (2^x)^2 = 0
となります。ここで、2x=t2^x = t とおくと、この方程式は tt に関する二次方程式として表すことができます。
t24t+4=0t^2 - 4t + 4 = 0
この二次方程式は因数分解できます。
(t2)2=0(t-2)^2 = 0
したがって、t=2t = 2 となります。
t=2xt = 2^x であったので、2x=22^x = 2 となります。よって、x=1x=1 が解となります。

3. 最終的な答え

x=1x = 1

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