Mikä on suurin kokonaisluku x, jonka f (x) = 5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9 arvo on suurempi kuin g (x) = 3 ^ x arvo?

Mikä on suurin kokonaisluku x, jonka f (x) = 5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9 arvo on suurempi kuin g (x) = 3 ^ x arvo?
Anonim

Vastaus:

# X = 9 #

Selitys:

Etsimme suurinta kokonaislukua, jossa:

#f (x)> g (x) #

# 5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9> 3 ^ x #

Voimme tehdä muutamia tapoja. Yksi on yksinkertaisesti kokeilla kokonaislukuja. Yritä kokeilla # X = 0 #:

#5(0)^4+30(0)^2+9>3^0#

#0+0+9>1#

ja niin tiedämme sen # X # on vähintään 0, joten negatiivisia kokonaislukuja ei tarvitse testata.

Näemme, että vasemmanpuoleinen suurin teho on 4. Yritämme # X = 4 # ja katso, mitä tapahtuu:

#5(4)^4+30(4)^2+9>3^4#

#5(256)+30(4)^2+9>81#

Pidän kiinni muusta matematiikasta - on selvää, että vasen puoli on huomattavasti suurempi. Joten yritetään # X = 10 #

#5(10)^4+30(10)^2+9>3^10#

#5(10000)+30(100)+9>59049#

#50000+3000+9>59049#

niin # X = 10 # on liian suuri. Mielestäni vastauksemme on 9. Tarkista:

#5(6561)+30(81)+9>19683#

#32805+30(81)+9>19683#

ja taas on selvää, että vasen puoli on suurempi kuin oikea. Joten lopullinen vastaus on # X = 9 #.

Mitkä ovat muutkin keinot tämän löytämiseksi? Olisi voinut yrittää piirtää. Jos ilmaisemme tämän # (5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9) -3 ^ x = 0 #, saamme graafin, joka näyttää tältä:

kaavio {(5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9) -3 ^ x 0, 11, -10000, 20000}

ja näemme, että vastaus huipentuu ympäri # X = 8,5 # merkki on edelleen positiivinen # X = 9 # ja kääntyy negatiiviseksi ennen kuin saavut # X = 10 # - tehdä # X = 9 # suurin kokonaisluku.

Miten muuten voisimme tehdä tämän? Voisimme ratkaista # (5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9) -3 ^ x> 0 # algebrallisesti.

# 5x ^ 4 + 30x ^ 2 + 9-3 ^ x> 0 #

Jotta matematiikka olisi helpompaa, huomaan ensin sen arvot # X # vasemman puolen termit alkavat muuttua merkityksettömiksi. Ensinnäkin 9: n merkitys vähenee, kunnes se on täysin merkityksetön, ja sama pätee myös # 30x ^ 2 # termi. Tämä vähentää näin:

# 5x ^ 4> 3 ^ x #

#log (5x ^ 4)> log (3 ^ x): #

# 4log5x> xlog3 #

# 4log5 + 4logx> xlog3 #

# (4log5 + 4logx) / log3> X #

ja luulen, että teen sotkun tähän! algebra ei ole helppo tapa lähestyä tätä ongelmaa!