Equação Exponencial
Teoria
Você sabe o que é uma Equação Exponencial?
A Equação Exponencial é uma expressão algébrica que contém pelo menos uma incógnita no expoente.
-Hãam?! 😖
Vou explicar melhor! Quando eu digo expressão algébrica, eu estou querendo dizer que ela tem uma igualdade. Já a incógnita no expoente é nada mais do que um número desconhecido, que geralmente representamos por “
Exemplos de Equações Exponenciais:
Conseguiu pegar o espirito da coisa?!
Hoje a gente vai aprender sobre equações exponencias e logarítmicas! Se liga nesse vídeo super completo, que o Responde Aí preparou pra você, com tudo o que você precisa saber sobre esse assunto 👇👇👇
Propriedades de Potências
Antes de qualquer coisa, vamos fazer uma breve revisão sobre potência e suas propriedades! 😁
A potência tem essa carinha aqui:
Dando nome aos bois, a potência tem a seguinte “anatomia” hahha:
Existem algumas propriedades de potências que são muuuito importantes a gente ter em mente!
Propriedade 1: Potência com expoente igual a zero
Um número qualquer elevado a zero vai ser sempre igual a
Exemplo:
Propriedade 2: Potência com expoente igual a 1
Um número elevado a
Por exemplo:
Propriedade 3: Potência com expoente negativo
Quando temos uma potência de expoente negativo, escrevemos o inverso da base para que o expoente fique positivo. Assim:
Exemplo:
Propriedade 4: Multiplicação de potências com a mesma base
Quando temos duas bases iguais em uma multiplicação, repetimos a base e somamos o expoente:
Exemplo:
Propriedade 5: Divisão de potências com a mesma base
Essa propriedade segue o mesmo raciocínio que a propriedade de multiplicação! Quando temos duas bases iguais em uma divisão, repetimos a base e subtraímos o expoente:
Exemplo:
Propriedade 6: Potência da potência
Quando temos uma potência de potência, conservamos a base e multiplicamos os expoentes. Assim:
Exemplo:
.
Propriedade 7: Potência com expoente fracionário
E pra acabar, quando o expoente da potência é uma fração, escrevemos essa potenciação como uma radiciação. Bem assim:
Exemplo:
Se liga na imagem abaixo, com o resumo de todas essas propriedades de potências super importantes:
Beleza, mas a gente esta interessado em equação exponencial, não é mesmo!? 🤣🤣🤣
Passo a Passo de Como Resolver uma Equação Exponencial
Vamos dar uma olhada em um exemplo:
Passo 1: Colocar todos os elementos na mesma base
Sabemos que:
Então podemos substituir na equação:
Passo 2: “Cortar” a base e igualar os expoentes:
Passo 3: Resolver a equação algébrica
Mas essa estava fácil! Vamos fazer um exercício envolvendo fração exponencial!
Exercício Resolvido: Equação Exponencial com Fração
Resolva a seguinte equação exponencial:
Uhhhh, e agora?!! 😱
Vamos organizar os pensamentos! Temos
Então vamos tentar colocar o
Agora a gente pode reescrever a equação:
Opaa, agora ficou fácil heim!
Mas repara que o numerador e o denominador estão ao contrário! Para resolver esse problema, podemos fazer o seguinte:
Tá vendo porque que é importante ter as propriedades na ponta da língua?! Agora estamos de cara pro gol, é só finalizar!
Aweeee!
O logaritmo
Agora vamos entender um pouco mais de Logaritmo! O logaritmo está intimamente ligado a exponencial. Ele tem essa carinha aqui:
Ou um exemplo numérico:
Ele remete a seguinte pergunta: 10 (base) elevado a qual número tem como resultado
A resposta para essa pergunta é
Essa base
Quando você ver um log com base oculta, lembre-se que é base . Outras bases estarão especificadas!
Assim como as potências, aqui é muito importante estar atento em algumas propriedades! Você pode conferir as propriedades de
O logaritmo natural
Assim como a base
Essa base, assim como a base
Onde o
Equação Logarítmica
A partir disso tudo, podemos falar das equações logarítmicas. Para resolver, a ideia é colocar tudo na mesma base ou tentar cotar o log usando suas propriedades. Vamos ver como isso fica?
Tá, mas qual como transformar esse zero num log de base ? É simples, só lembrar das propriedades:
Então:
E podemos escrever:
Uma vez que está tudo na mesma base, podemos “cortar” o log:
Essa é a solução do problema:
Ihuuul!! Agora bora praticar com mais exercícios?!
Passo a Passo de Como Resolver uma Equação Exponencial
O logaritmo
Equação Logarítmica
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
Elaboração Própria
Resolva a equação exponencial
Passo 1
Precisamos tentar escrever tudo na mesma base. Vamos tentar deixar tudo na base que é mais fácil. Veja que:
E:
Logo:
Substituindo, ficamos com:
Passo 2
Agora que está tudo na mesma base, consideramos somente os expoentes:
Portanto, a solução do problema é:
Veja como isso é verdade:
Resposta
Exercício Resolvido #2
Elaboração Própria
Resolva:
Passo 1
Novamente, temos que tentar deixar tudo na mesma base. Vamos fazer isso para e , deixando na base . Temos que:
E:
Assim, substituindo:
Usando agora a propriedade onde:
Passo 2
Uma vez que temos tudo na mesma base, basta igualar os exponentes:
Pronto!
Resposta
Exercício Resolvido #3
Elaboração Própria
Conhecendo , resolva
Passo 1
Vamos analisar a equação
Podemos reescrevê-la da seguinte forma
Logo, podemos determinar , pois a equação está com as bases iguais, então:
Passo 2
Beleza, agora podemos substituir dentro da outra equação fazendo em primeiro lugar os ajustes necessários
Substituição de :
Passo 3
Colocando na mesma base mais uma vez:
“Cortando as bases”:
Resposta
Exercício Resolvido #4
Elaboração Própria
Resolva:
Passo 1
Vamos ver equação por equação aqui. Para a primeira, vamos deixa tudo em base :
Assim, podemos reescrever:
Distribuindo e lembrando que:
Temos:
Uma vez que está tudo na mesma base, podemos considerar somente os expoentes:
Vamos deixar o em relação a :
Passo 2
Até aqui, ok? Então vamos substituir o valor de na segunda equação:
E vamos deixar tudo na mesma base , com:
Gerando:
E:
Como temos a mesma base, podemos considerar somente os expoentes:
Passo 3
Legal, encontramos . Agora voltamos a relação entre e para achar o segundo:
Finalmente!
Resposta
Exercício Resolvido #5
Elaboração Própria
Encontre, se existir, o valor de que satisfaça:
Passo 1
Faala ae!! Beleza??
Então, se liga, para resolver essa equação, a primeira coisa que temos que verificar é a condição de existência desses logaritmos!
Olhando para , temos que:
Certo? Isso porque não temos logaritmo de número negativo, lembra? Com isso, temos:
Beleza?? No segundo logaritmo, temos todas as condições atendidas já. Mas no último , para que esse logartimo exista, , certo?? Portanto, juntando essa informação com a do primeiro logaritmo:
E:
Bom, você concorda comigo que se , ele já atende as duas condições?? Isso porque é um número negativo e qualquer número positivo já é maior que ele, certo?? Então, só precisamos que:
Passo 2
Beleza, agora podemos resolver a equação:
Primeira coisa para fazer as contas é passar tudo para a mesma base. Então, repare que o único logaritmo na base diferente de 2 é . Vamos passar ele para base 2, então:
Foi? Só que sabemos que , né? Então, qual o valor de ? Só se perguntar “quanto devemos elevar o para dar ?” A resposta já foi até dada, pois , logo, . Assim:
Substituindo isso:
Passo 3
Agora vamos dar uma “brincada” com as contas. Primeiro, vamos multiplicar tudo por 2:
Usando a propriedade do log de passar o coeficiente que mutiplica como expoente do logaritmando:
E:
Assim:
Hmmmm, lembra que a substração entre dois logs pode ser reescrita como uma divisão:
Lembra? Vamos usar isso:
Dessa forma:
Agora simm, já que temos a mesma base nos dois logs, podemos desconsiderar eles e igualar apenas os logaritmandos:
Agora virou uma equação que já estamos mais acostumados.
Passo 4
Vamos resolver essa equação:
Podemos passar o 5 multiplicando:
E, abrindo o produto notável:
Opa, equação do segundo grau, amém! Bháskara neles!!
Fatorando , vamos chegar que . Logo:
Beleza?? Agora, achando as duas raízes:
A gente pode perceber que , certo? Então, temos que esse numerador será negativo! No caso, . Então:
E ele não pode ser nossa solução! Isso porque achamos, lá no passo 1, que . Vamos ver a segunda raiz:
Bom, também, podemos ver que o numerador será negativo de novo, né... Agora, . E, pelo mesmo motivo da raiz anterior, esse valor não pode ser uma solução da equação.
E agora??? O que acontece? Não temos solução? É isso mesmo?! Sim ☹. Isso pode acontecer em diversos problemas que encaramos. Nem tudo tem solução, infelizmente. Maaasss isso não necessariamente é ruim, também, ok? Então, relaxa, o que importa é que resolvemos esse problema! 😊 E encontramos que ele não tem solução!
Resposta
Não existe solução para essa equação.