1. Énonçons le problème : résoudre l'équation $2(7)^{2x+3} = 4^{5x-1}$.
2. Rappelons les règles importantes :
- Pour résoudre une équation avec des puissances, il est souvent utile d'exprimer les bases sous une forme commune ou d'utiliser les logarithmes.
- La propriété clé est que si $a^m = a^n$ alors $m = n$ (pour $a > 0$, $a \neq 1$).
3. Commençons par écrire l'équation :
$$2 \times 7^{2x+3} = 4^{5x-1}$$
4. Exprimons 4 en base 2 :
$$4 = 2^2$$
Donc :
$$4^{5x-1} = (2^2)^{5x-1} = 2^{2(5x-1)} = 2^{10x - 2}$$
5. L'équation devient :
$$2 \times 7^{2x+3} = 2^{10x - 2}$$
6. Divisons les deux côtés par 2 :
$$7^{2x+3} = 2^{10x - 3}$$
7. Prenons le logarithme naturel (ln) des deux côtés :
$$\ln\left(7^{2x+3}\right) = \ln\left(2^{10x - 3}\right)$$
8. Utilisons la propriété $\ln(a^b) = b \ln(a)$ :
$$(2x + 3) \ln(7) = (10x - 3) \ln(2)$$
9. Développons :
$$2x \ln(7) + 3 \ln(7) = 10x \ln(2) - 3 \ln(2)$$
10. Regroupons les termes en $x$ d'un côté :
$$2x \ln(7) - 10x \ln(2) = -3 \ln(2) - 3 \ln(7)$$
11. Factorisons $x$ :
$$x (2 \ln(7) - 10 \ln(2)) = -3 (\ln(2) + \ln(7))$$
12. Résolvons pour $x$ :
$$x = \frac{-3 (\ln(2) + \ln(7))}{2 \ln(7) - 10 \ln(2)}$$
13. Simplifions le numérateur en utilisant $\ln(ab) = \ln(a) + \ln(b)$ :
$$\ln(2) + \ln(7) = \ln(14)$$
Donc :
$$x = \frac{-3 \ln(14)}{2 \ln(7) - 10 \ln(2)}$$
14. C'est la solution exacte. Pour une valeur approchée, calculons avec des valeurs numériques :
- $\ln(2) \approx 0.6931$
- $\ln(7) \approx 1.9459$
- $\ln(14) \approx 2.6391$
Calcul du dénominateur :
$$2 \times 1.9459 - 10 \times 0.6931 = 3.8918 - 6.931 = -3.0392$$
Calcul du numérateur :
$$-3 \times 2.6391 = -7.9173$$
Donc :
$$x \approx \frac{-7.9173}{-3.0392} = 2.605$$
**Réponse finale :**
$$x \approx 2.605$$
Equation Exponentielle
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