6.3: Exponential Equations and Inequalities
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
In this section we will develop techniques for solving equations involving exponential functions. Suppose, for instance, we wanted to solve the equation
โTaking the natural logโ of both sides is akin to squaring both sides: since
Steps for Solving an Equation involving Exponential Functions
- Isolate the exponential function.
-
- If convenient, express both sides with a common base and equate the exponents.
- Otherwise, take the natural log of both sides of the equation and use the Power Rule.
Solve the following equations. Check your answer graphically using a calculator.
2 3 โข ๐ฅ = 1 6 1 โ ๐ฅ 2 0 0 0 = 1 0 0 0 โ 3 โ 0 . 1 โข ๐ก 9 โ 3 ๐ฅ = 7 2 โข ๐ฅ 7 5 = 1 0 0 1 + 3 โข ๐ โ 2 โข ๐ก 2 5 ๐ฅ = 5 ๐ฅ + 6 ๐ ๐ฅ โ ๐ โ ๐ฅ 2 = 5
Solution.
- Since
is a power of1 6 , we can rewrite2 as2 3 โข ๐ฅ = 1 6 1 โ ๐ฅ . Using properties of exponents, we get2 3 โข ๐ฅ = ( 2 4 ) 1 โ ๐ฅ . Using the one-to-one property of exponential functions, we get2 3 โข ๐ฅ = 2 4 โข ( 1 โ ๐ฅ ) which gives3 โข ๐ฅ = 4 โข ( 1 โ ๐ฅ ) . To check graphically, we set๐ฅ = 4 7 and๐ โก ( ๐ฅ ) = 2 3 โข ๐ฅ and see that they intersect at๐ โก ( ๐ฅ ) = 1 6 1 โ ๐ฅ .๐ฅ = 4 7 โ 0 . 5 7 1 4 - We begin solving
by dividing both sides by2 0 0 0 = 1 0 0 0 โ 3 โ 0 . 1 โข ๐ก to isolate the exponential which yields1 0 0 0 . Since it is inconvenient to write3 โ 0 . 1 โข ๐ก = 2 as a power of2 , we use the natural log to get3 . Using the Power Rule, we getl n โก ( 3 โ 0 . 1 โข ๐ก ) = l n โก ( 2 ) , so we divide both sides byโ 0 . 1 โข ๐ก โข l n โก ( 3 ) = l n โก ( 2 ) to getโ 0 . 1 โข l n โก ( 3 ) . On the calculator, we graph๐ก = โ l n โก ( 2 ) 0 . 1 โข l n โก ( 3 ) = โ 1 0 โข l n โก ( 2 ) l n โก ( 3 ) and๐ โก ( ๐ฅ ) = 2 0 0 0 and find that they intersect at๐ โก ( ๐ฅ ) = 1 0 0 0 โ 3 โ 0 . 1 โข ๐ฅ .๐ฅ = โ 1 0 โข l n โก ( 2 ) l n โก ( 3 ) โ โ 6 . 3 0 9 3 - We first note that we can rewrite the equation
as9 โ 3 ๐ฅ = 7 2 โข ๐ฅ to obtain3 2 โ 3 ๐ฅ = 7 2 โข ๐ฅ . Since it is not convenient to express both sides as a power of3 ๐ฅ + 2 = 7 2 โข ๐ฅ (or3 for that matter) we use the natural log:7 . The power rule givesl n โก ( 3 ๐ฅ + 2 ) = l n โก ( 7 2 โข ๐ฅ ) . Even though this equation appears very complicated, keep in mind that( ๐ฅ + 2 ) โข l n โก ( 3 ) = 2 โข ๐ฅ โข l n โก ( 7 ) andl n โก ( 3 ) are just constants. The equationl n โก ( 7 ) is actually a linear equation and as such we gather all of the terms with( ๐ฅ + 2 ) โข l n โก ( 3 ) = 2 โข ๐ฅ โข l n โก ( 7 ) on one side, and the constants on the other. We then divide both sides by the coefficient of๐ฅ , which we obtain by factoring.๐ฅ ( ๐ฅ + 2 ) โข l n โก ( 3 ) = 2 โข ๐ฅ โข l n โก ( 7 ) ๐ฅ โข l n โก ( 3 ) + 2 โข l n โก ( 3 ) = 2 โข ๐ฅ โข l n โก ( 7 ) 2 โข l n โก ( 3 ) = 2 โข ๐ฅ โข l n โก ( 7 ) โ ๐ฅ โข l n โก ( 3 ) 2 โข l n โก ( 3 ) = ๐ฅ โข ( 2 โข l n โก ( 7 ) โ l n โก ( 3 ) ) F a c t o r . ๐ฅ = 2 โข l n โก ( 3 ) 2 โข l n โก ( 7 ) โ l n โก ( 3 ) Graphing
and๐ โก ( ๐ฅ ) = 9 โ 3 ๐ฅ on the calculator, we see that these two graphs intersect at๐ โก ( ๐ฅ ) = 7 2 โข ๐ฅ .๐ฅ = 2 โข l n โก ( 3 ) 2 โข l n โก ( 7 ) โ l n โก ( 3 ) โ 0 . 7 8 6 6 - Our objective in solving
is to first isolate the exponential. To that end, we clear denominators and get7 5 = 1 0 0 1 + 3 โข ๐ โ 2 โข ๐ก . From this we get7 5 โข ( 1 + 3 โข ๐ โ 2 โข ๐ก ) = 1 0 0 , which leads to7 5 + 2 2 5 โข ๐ โ 2 โข ๐ก = 1 0 0 , and finally,2 2 5 โข ๐ โ 2 โข ๐ก = 2 5 . Taking the natural log of both sides gives๐ โ 2 โข ๐ก = 1 9 . Since natural log is log basel n โก ( ๐ โ 2 โข ๐ก ) = l n โก ( 1 9 ) ,๐ . We can also use the Power Rule to writel n โก ( ๐ โ 2 โข ๐ก ) = โ 2 โข ๐ก . Putting these two steps together, we simplifyl n โก ( 1 9 ) = โ l n โก ( 9 ) tol n โก ( ๐ โ 2 โข ๐ก ) = l n โก ( 1 9 ) . We arrive at our solution,โ 2 โข ๐ก = โ l n โก ( 9 ) which simplifies to๐ก = l n โก ( 9 ) 2 . (Can you explain why?) The calculator confirms the graphs of๐ก = l n โก ( 3 ) and๐ โก ( ๐ฅ ) = 7 5 intersect at๐ โก ( ๐ฅ ) = 1 0 0 1 + 3 โข ๐ โ 2 โข ๐ฅ .๐ฅ = l n โก ( 3 ) โ 1 . 0 9 9 - We start solving
by rewriting2 5 ๐ฅ = 5 ๐ฅ + 6 so that we have2 5 = 5 2 , or( 5 2 ) ๐ฅ = 5 ๐ฅ + 6 . Even though we have a common base, having two terms on the right hand side of the equation foils our plan of equating exponents or taking logs. If we stare at this long enough, we notice that we have three terms with the exponent on one term exactly twice that of another. To our surprise and delight, we have a โquadratic in disguiseโ. Letting5 2 โข ๐ฅ = 5 ๐ฅ + 6 , we have๐ข = 5 ๐ฅ so the equation๐ข 2 = ( 5 ๐ฅ ) 2 = 5 2 โข ๐ฅ becomes5 2 โข ๐ฅ = 5 ๐ฅ + 6 . Solving this as๐ข 2 = ๐ข + 6 gives๐ข 2 โ ๐ข โ 6 = 0 or๐ข = โ 2 . Since๐ข = 3 , we have๐ข = 5 ๐ฅ or5 ๐ฅ = โ 2 . Since5 ๐ฅ = 3 has no real solution, (Why not?) we focus on5 ๐ฅ = โ 2 . Since it isnโt convenient to express5 ๐ฅ = 3 as a power of3 , we take natural logs and get5 so thatl n โก ( 5 ๐ฅ ) = l n โก ( 3 ) or๐ฅ โข l n โก ( 5 ) = l n โก ( 3 ) . On the calculator, we see the graphs of๐ฅ = l n โก ( 3 ) l n โก ( 5 ) and๐ โก ( ๐ฅ ) = 2 5 ๐ฅ intersect at๐ โก ( ๐ฅ ) = 5 ๐ฅ + 6 .๐ฅ = l n โก ( 3 ) l n โก ( 5 ) โ 0 . 6 8 2 6 - At first, itโs unclear how to proceed with
, besides clearing the denominator to obtain๐ ๐ฅ โ ๐ โ ๐ฅ 2 = 5 . Of course, if we rewrite๐ ๐ฅ โ ๐ โ ๐ฅ = 1 0 , we see we have another denominator lurking in the problem:๐ โ ๐ฅ = 1 ๐ ๐ฅ . Clearing this denominator gives us๐ ๐ฅ โ 1 ๐ ๐ฅ = 1 0 , and once again, we have an equation with three terms where the exponent on one term is exactly twice that of another - a โquadratic in disguise.โ If we let๐ 2 โข ๐ฅ โ 1 = 1 0 โข ๐ ๐ฅ , then๐ข = ๐ ๐ฅ so the equation๐ข 2 = ๐ 2 โข ๐ฅ can be viewed as๐ 2 โข ๐ฅ โ 1 = 1 0 โข ๐ ๐ฅ . Solving๐ข 2 โ 1 = 1 0 โข ๐ข , we obtain by the quadratic formula๐ข 2 โ 1 0 โข ๐ข โ 1 = 0 . From this, we have๐ข = 5 ยฑ โ 2 6 . Since๐ ๐ฅ = 5 ยฑ โ 2 6 , we get no real solution to5 โ โ 2 6 < 0 , but for๐ ๐ฅ = 5 โ โ 2 6 , we take natural logs to obtain๐ ๐ฅ = 5 + โ 2 6 . If we graph๐ฅ = l n โก ( 5 + โ 2 6 ) and๐ โก ( ๐ฅ ) = ๐ ๐ฅ โ ๐ โ ๐ฅ 2 , we see that the graphs intersect at๐ โก ( ๐ฅ ) = 5 ๐ฅ = l n โก ( 5 + โ 2 6 ) โ 2 . 3 1 2
โThe authors would be remiss not to mention that Example 6.3.1 still holds great educational value. Much can be learned about logarithms and exponentials by verifying the solutions obtained in Example 6.3.1 analytically. For example, to verify our solution to
The other solutions can be verified by using a combination of log and inverse properties. Some fall out quite quickly, while others are more involved. We leave them to the reader.
Since exponential functions are continuous on their domains, the Intermediate Value Theorem 3.1 applies. As with the algebraic functions in Section 5.3, this allows us to solve inequalities using sign diagrams as demonstrated below.
Solve the following inequalities. Check your answer graphically using a calculator.
2 ๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ โ 1 6 โฅ 0 ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 โค 3 ๐ฅ โข ๐ 2 โข ๐ฅ < 4 โข ๐ฅ
Solution.
- Since we already have
on one side of the inequality, we set0 . The domain of๐ โก ( ๐ฅ ) = 2 ๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ โ 1 6 is all real numbers, so in order to construct our sign diagram, we need to find the zeros of๐ . Setting๐ gives๐ โก ( ๐ฅ ) = 0 or2 ๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ โ 1 6 = 0 . Since2 ๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ = 1 6 we have1 6 = 2 4 , so by the one-to-one property of exponential functions,2 ๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ = 2 4 . Solving๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ = 4 gives๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ โ 4 = 0 and๐ฅ = 4 . From the sign diagram, we see๐ฅ = โ 1 on๐ โก ( ๐ฅ ) โฅ 0 , which corresponds to where the graph of( โ โ , โ 1 ] โช [ 4 , โ ) , is on or above the๐ฆ = ๐ โก ( ๐ฅ ) = 2 ๐ฅ 2 โ 3 โข ๐ฅ โ 1 6 -axis.๐ฅ - The first step we need to take to solve
is to get๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 โค 3 on one side of the inequality. To that end, we subtract0 from both sides and get a common denominator3 ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 โค 3 ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 โ 3 โค 0 ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 โ 3 โข ( ๐ ๐ฅ โ 4 ) ๐ ๐ฅ โ 4 โค 0 C o m m o n d e n o m i n t o r s . 1 2 โ 2 โข ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 โค 0 We set
and we note that๐ โก ( ๐ฅ ) = 1 2 โ 2 โข ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 is undefined when its denominator๐ , or when๐ ๐ฅ โ 4 = 0 . Solving this gives๐ ๐ฅ = 4 , so the domain of๐ฅ = l n โก ( 4 ) is๐ . To find the zeros of( โ โ , l n โก ( 4 ) ) โช ( l n โก ( 4 ) , โ ) , we solve๐ and obtain๐ โก ( ๐ฅ ) = 0 . Solving for1 2 โ 2 โข ๐ ๐ฅ = 0 , we find๐ ๐ฅ , or๐ ๐ฅ = 6 . When we build our sign diagram, finding test values may be a little tricky since we need to check values around๐ฅ = l n โก ( 6 ) andl n โก ( 4 ) . Recall that the functionl n โก ( 6 ) is increasing4 which meansl n โก ( ๐ฅ ) . While the prospect of determining the sign ofl n โก ( 3 ) < l n โก ( 4 ) < l n โก ( 5 ) < l n โก ( 6 ) < l n โก ( 7 ) may be very unsettling, remember that๐ โก ( l n โก ( 3 ) ) , so๐ l n โก ( 3 ) = 3 We determine the signs of๐ โก ( l n โก ( 3 ) ) = 1 2 โ 2 โข ๐ l n โก ( 3 ) ๐ l n โก ( 3 ) โ 4 = 1 2 โ 2 โข ( 3 ) 3 โ 4 = โ 6 and๐ โก ( l n โก ( 5 ) ) similarly.5 From the sign diagram, we find our answer to be๐ โก ( l n โก ( 7 ) ) . Using the calculator, we see the graph of( โ โ , l n โก ( 4 ) ) โช [ l n โก ( 6 ) , โ ) is below the graph of๐ โก ( ๐ฅ ) = ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ โ 4 on๐ โก ( ๐ฅ ) = 3 , and they intersect at( โ โ , l n โก ( 4 ) ) โช ( l n โก ( 6 ) , โ ) .๐ฅ = l n โก ( 6 ) โ 1 . 7 9 2 - As before, we start solving
by getting๐ฅ โข ๐ 2 โข ๐ฅ < 4 โข ๐ฅ on one side of the inequality,0 . We set๐ฅ โข ๐ 2 โข ๐ฅ โ 4 โข ๐ฅ < 0 and since there are no denominators, even-indexed radicals, or logs, the domain of๐ โก ( ๐ฅ ) = ๐ฅ โข ๐ 2 โข ๐ฅ โ 4 โข ๐ฅ is all real numbers. Setting๐ produces๐ โก ( ๐ฅ ) = 0 . We factor to get๐ฅ โข ๐ 2 โข ๐ฅ โ 4 โข ๐ฅ = 0 which gives๐ฅ โข ( ๐ 2 โข ๐ฅ โ 4 ) = 0 or๐ฅ = 0 . To solve the latter, we isolate the exponential and take logs to get๐ 2 โข ๐ฅ โ 4 = 0 , or2 โข ๐ฅ = l n โก ( 4 ) . (Can you explain the last equality using properties of logs?) As in the previous example, we need to be careful about choosing test values. Since๐ฅ = l n โก ( 4 ) 2 = l n โก ( 2 ) , we choosel n โก ( 1 ) = 0 ,l n โก ( 1 2 ) andl n โก ( 3 2 ) . Evaluating,6 we getl n โก ( 3 ) ๐ โก ( l n โก ( 1 2 ) ) = l n โก ( 1 2 ) โข ๐ 2 โข l n โก ( 1 2 ) โ 4 โข l n โก ( 1 2 ) = l n โก ( 1 2 ) โข ๐ l n โก ( 1 2 ) 2 โ 4 โข l n โก ( 1 2 ) P o w e r R u l e = l n โก ( 1 2 ) โข ๐ l n โก ( 1 4 ) โ 4 โข l n โก ( 1 2 ) = 1 4 โข l n โก ( 1 2 ) โ 4 โข l n โก ( 1 2 ) = โ 1 5 4 โข l n โก ( 1 2 ) Since
,1 2 < 1 and we getl n โก ( 1 2 ) < 0 is๐ โก ( l n โก ( 1 2 ) ) , so( + ) on๐ โก ( ๐ฅ ) < 0 . The calculator confirms that the graph of( 0 , l n โก ( 2 ) ) is below the graph of๐ โก ( ๐ฅ ) = ๐ฅ โข ๐ 2 โข ๐ฅ on these intervals.7๐ โก ( ๐ฅ ) = 4 โข ๐ฅ
Recall from Example 6.1.2 that the temperature of coffee
Solution
We need to find when
In order to interpret what this means in the context of the real world, we need a reasonable approximation of the number
We close this section by finding the inverse of a function which is a composition of a rational function with an exponential function.
The function
Solution
We start by writing
We claim

6.3.1. Exercises
In Exercises 1 - 33, solve the equation analytically.
[expeqnfirst]2 4 โข ๐ฅ = 8 3 ( ๐ฅ โ 1 ) = 2 7 5 2 โข ๐ฅ โ 1 = 1 2 5 4 2 โข ๐ฅ = 1 2 8 ๐ฅ = 1 1 2 8 2 ( ๐ฅ 3 โ ๐ฅ ) = 1 3 7 โข ๐ฅ = 8 1 4 โ 2 โข ๐ฅ 9 โ 3 7 โข ๐ฅ = ( 1 9 ) 2 โข ๐ฅ 3 2 โข ๐ฅ = 5 5 โ ๐ฅ = 2 5 ๐ฅ = โ 2 3 ( ๐ฅ โ 1 ) = 2 9 ( 1 . 0 0 5 ) 1 2 โข ๐ฅ = 3 ๐ โ 5 7 3 0 โข ๐ = 1 2 2 0 0 0 โข ๐ 0 . 1 โข ๐ก = 4 0 0 0 5 0 0 โข ( 1 โ ๐ 2 โข ๐ฅ ) = 2 5 0 7 0 + 9 0 โข ๐ โ 0 . 1 โข ๐ก = 7 5 3 0 โ 6 โข ๐ โ 0 . 1 โข ๐ฅ = 2 0 1 0 0 โข ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ + 2 = 5 0 5 0 0 0 1 + 2 โข ๐ โ 3 โข ๐ก = 2 5 0 0 1 5 0 1 + 2 9 โข ๐ โ 0 . 8 โข ๐ก = 7 5 2 5 โข ( 4 5 ) ๐ฅ = 1 0 ๐ 2 โข ๐ฅ = 2 โข ๐ ๐ฅ 7 โข ๐ 2 โข ๐ฅ = 2 8 โข ๐ โ 6 โข ๐ฅ 3 ( ๐ฅ โ 1 ) = 2 ๐ฅ 3 ( ๐ฅ โ 1 ) = ( 1 2 ) ( ๐ฅ + 5 ) 7 3 + 7 โข ๐ฅ = 3 4 โ 2 โข ๐ฅ ๐ 2 โข ๐ฅ โ 3 โข ๐ ๐ฅ โ 1 0 = 0 ๐ 2 โข ๐ฅ = ๐ ๐ฅ + 6 4 ๐ฅ + 2 ๐ฅ = 1 2 ๐ ๐ฅ โ 3 โข ๐ โ ๐ฅ = 2 ๐ ๐ฅ + 1 5 โข ๐ โ ๐ฅ = 8 [expeqnlast]3 ๐ฅ + 2 5 โ 3 โ ๐ฅ = 1 0
In Exercises 34 - 39, solve the inequality analytically.
[expineqfirst]๐ ๐ฅ > 5 3 1 0 0 0 โข ( 1 . 0 0 5 ) 1 2 โข ๐ก โฅ 3 0 0 0 2 ( ๐ฅ 3 โ ๐ฅ ) < 1 2 5 โข ( 4 5 ) ๐ฅ โฅ 1 0 1 5 0 1 + 2 9 โข ๐ โ 0 . 8 โข ๐ก โค 1 3 0 [expineqlast]1 5 0 1 + 2 9 ๐ โ 0 . 8 ๐ก 7 0 + 9 0 โข ๐ โ 0 . 1 โข ๐ก โค 7 5
In Exercises 40 - 45, use your calculator to help you solve the equation or inequality.
[calcexpineqfirst]2 ๐ฅ = ๐ฅ 2 ๐ ๐ฅ = l n โก ( ๐ฅ ) + 5 ๐ โ ๐ฅ = ๐ฅ + 1 ๐ โ ๐ฅ โ ๐ฅ โข ๐ โ ๐ฅ โฅ 0 3 ( ๐ฅ โ 1 ) < 2 ๐ฅ [calcexpineqlast]๐ ๐ฅ < ๐ฅ 3 โ ๐ฅ - [onetoonelogexercise] Since
is a strictly increasing function, if๐ โก ( ๐ฅ ) = l n โก ( ๐ฅ ) then0 < ๐ < ๐ . Use this fact to solve the inequalityl n โก ( ๐ ) < l n โก ( ๐ ) without a sign diagram. Use this technique to solve the inequalities in Exercises 34 - 39. (NOTE: Isolate the exponential function first!)๐ ( 3 โข ๐ฅ โ 1 ) > 6 - [hyperbolicsine] Compute the inverse of
. State the domain and range of both๐ โก ( ๐ฅ ) = ๐ ๐ฅ โ ๐ โ ๐ฅ 2 and๐ .๐ โ 1 - In Example 6.3.4, we found that the inverse of
was๐ โก ( ๐ฅ ) = 5 โข ๐ ๐ฅ ๐ ๐ฅ + 1 but we left a few loose ends for you to tie up.๐ โ 1 โก ( ๐ฅ ) = l n โก ( ๐ฅ 5 โ ๐ฅ ) - Show that
for all( ๐ โ 1 โ ๐ ) โข ( ๐ฅ ) = ๐ฅ in the domain of๐ฅ and that๐ for all( ๐ โ ๐ โ 1 ) โข ( ๐ฅ ) = ๐ฅ in the domain of๐ฅ .๐ โ 1 - Find the range of
by finding the domain of๐ .๐ โ 1 - Let
and๐ โก ( ๐ฅ ) = 5 โข ๐ฅ ๐ฅ + 1 . Show thatโ โก ( ๐ฅ ) = ๐ ๐ฅ and that๐ = ๐ โ โ . (We know this is true in general by Exercise 31 in Section 5.2, but itโs nice to see a specific example of the property.)( ๐ โ โ ) โ 1 = โ โ 1 โ ๐ โ 1
- Show that
- With the help of your classmates, solve the inequality
for a variety of natural numbers๐ ๐ฅ > ๐ฅ ๐ . What might you conjecture about the โspeedโ at which๐ grows versus any polynomial?๐ โก ( ๐ฅ ) = ๐ ๐ฅ
6.3.2. Answers
๐ฅ = 3 4 ๐ฅ = 4 ๐ฅ = 2 ๐ฅ = โ 1 4 ๐ฅ = โ 7 3 ๐ฅ = โ 1 , 0 , 1 ๐ฅ = 1 6 1 5 ๐ฅ = โ 2 1 1 ๐ฅ = l n โก ( 5 ) 2 โข l n โก ( 3 ) ๐ฅ = โ l n โก ( 2 ) l n โก ( 5 ) - No solution.
๐ฅ = l n โก ( 2 9 ) + l n โก ( 3 ) l n โก ( 3 ) ๐ฅ = l n โก ( 3 ) 1 2 โข l n โก ( 1 . 0 0 5 ) ๐ = l n โก ( 1 2 ) โ 5 7 3 0 = l n โก ( 2 ) 5 7 3 0 ๐ก = l n โก ( 2 ) 0 . 1 = 1 0 โข l n โก ( 2 ) ๐ฅ = 1 2 โข l n โก ( 1 2 ) = โ 1 2 โข l n โก ( 2 ) ๐ก = l n โก ( 1 1 8 ) โ 0 . 1 = 1 0 โข l n โก ( 1 8 ) ๐ฅ = โ 1 0 โข l n โก ( 5 3 ) = 1 0 โข l n โก ( 3 5 ) ๐ฅ = l n โก ( 2 ) ๐ก = 1 3 โข l n โก ( 2 ) ๐ก = l n โก ( 1 2 9 ) โ 0 . 8 = 5 4 โข l n โก ( 2 9 ) ๐ฅ = l n โก ( 2 5 ) l n โก ( 4 5 ) = l n โก ( 2 ) โ l n โก ( 5 ) l n โก ( 4 ) โ l n โก ( 5 ) ๐ฅ = l n โก ( 2 ) ๐ฅ = โ 1 8 โข l n โก ( 1 4 ) = 1 4 โข l n โก ( 2 ) ๐ฅ = l n โก ( 3 ) l n โก ( 3 ) โ l n โก ( 2 ) ๐ฅ = l n โก ( 3 ) + 5 โข l n โก ( 1 2 ) l n โก ( 3 ) โ l n โก ( 1 2 ) = l n โก ( 3 ) โ 5 โข l n โก ( 2 ) l n โก ( 3 ) + l n โก ( 2 ) ๐ฅ = 4 โข l n โก ( 3 ) โ 3 โข l n โก ( 7 ) 7 โข l n โก ( 7 ) + 2 โข l n โก ( 3 ) ๐ฅ = l n โก ( 5 ) ๐ฅ = l n โก ( 3 ) ๐ฅ = l n โก ( 3 ) l n โก ( 2 ) ๐ฅ = l n โก ( 3 ) ,๐ฅ = l n โก ( 3 ) l n โก ( 5 ) ๐ฅ = l n โก ( 5 ) l n โก ( 3 ) ( l n โก ( 5 3 ) , โ ) [ l n โก ( 3 ) 1 2 โข l n โก ( 1 . 0 0 5 ) , โ ) ( โ โ , โ 1 ) โช ( 0 , 1 ) ( โ โ , l n โก ( 2 5 ) l n โก ( 4 5 ) ] = ( โ โ , l n โก ( 2 ) โ l n โก ( 5 ) l n โก ( 4 ) โ l n โก ( 5 ) ] ( โ โ , l n โก ( 2 3 7 7 ) โ 0 . 8 ] = ( โ โ , 5 4 โข l n โก ( 3 7 7 2 ) ] [ l n โก ( 1 1 8 ) โ 0 . 1 , โ ) = [ 1 0 โข l n โก ( 1 8 ) , โ ) ๐ฅ โ โ 0 . 7 6 6 6 6 , ๐ฅ = 2 , ๐ฅ = 4 ๐ฅ โ 0 . 0 1 8 6 6 , ๐ฅ โ 1 . 7 1 1 5 ๐ฅ = 0 ( โ โ , 1 ] โ ( โ โ , 2 . 7 0 9 5 ) โ ( 2 . 3 2 1 7 , 4 . 3 7 1 7 ) ๐ฅ > 1 3 โข ( l n โก ( 6 ) + 1 ) . Both๐ โ 1 = l n โก ( ๐ฅ + โ ๐ฅ 2 + 1 ) and๐ have domain๐ โ 1 and range( โ โ , โ ) .( โ โ , โ )
Reference
1 You can use natural logs or common logs. We choose natural logs. (In Calculus, youโll learn these are the most โmathyโ of the logarithms.)
2 This is also the โifโ part of the statement
3 Please resist the temptation to divide both sides by โlnโ instead of ln(2). Just like it wouldnโt make sense to divide both sides by the square root symbol
4 This is because the base of
5 We could, of course, use the calculator, but what fun would that be?
6 A calculator can be used at this point. As usual, we proceed without apologies, with the analytical method.
7 Note:
8 Critics may point out that since we needed to use the calculator to interpret our answer anyway, why not use it earlier to simplify the computations? It is a fair question which we answer unfairly: itโs our book