Math Problem Statement

résoudre e^2x -2e^x -3=0 et le système d'équations (4e^x -3e^y =9 et 2e^x + e^y = 7 )

Solution

1. Résolution de l'équation e2x2ex3=0e^{2x} - 2e^x - 3 = 0

L'équation à résoudre est :
e2x2ex3=0e^{2x} - 2e^x - 3 = 0 On peut poser u=exu = e^x, ce qui donne e2x=(ex)2=u2e^{2x} = (e^x)^2 = u^2. L'équation devient alors une équation quadratique en uu :

u22u3=0u^2 - 2u - 3 = 0

Pour résoudre cette équation quadratique, on utilise la formule du discriminant : Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac Dans ce cas, a=1a = 1, b=2b = -2, et c=3c = -3. Calculons le discriminant :

Δ=(2)24(1)(3)=4+12=16\Delta = (-2)^2 - 4(1)(-3) = 4 + 12 = 16

Le discriminant est positif, donc il y a deux solutions réelles pour uu : u=(2)±162(1)=2±42u = \frac{-(-2) \pm \sqrt{16}}{2(1)} = \frac{2 \pm 4}{2} Ce qui donne les deux solutions : u1=2+42=3,u2=242=1u_1 = \frac{2 + 4}{2} = 3, \quad u_2 = \frac{2 - 4}{2} = -1

Maintenant, on revient à la variable exe^x, donc ex=ue^x = u. On a alors deux cas :

  1. ex=3e^x = 3 x=ln(3)\Rightarrow x = \ln(3)
  2. ex=1e^x = -1 est impossible car ex>0e^x > 0 pour tous xx.

Ainsi, la seule solution valable est : x=ln(3)x = \ln(3)

2. Résolution du système d'équations :

4e^x - 3e^y = 9 \\ 2e^x + e^y = 7 \end{cases}$$ Posons $$a = e^x$$ et $$b = e^y$$. Le système devient : $$\begin{cases} 4a - 3b = 9 \\ 2a + b = 7 \end{cases}$$ Nous allons résoudre ce système linéaire. La méthode de substitution ou d'élimination peut être utilisée. Utilisons ici l'élimination. De la deuxième équation, on exprime $$b$$ en fonction de $$a$$ : $$b = 7 - 2a$$ Substituons cette expression dans la première équation : $$4a - 3(7 - 2a) = 9$$ $$4a - 21 + 6a = 9$$ $$10a - 21 = 9$$ $$10a = 30$$ $$a = 3$$ Maintenant, remplaçons $$a = 3$$ dans $$b = 7 - 2a$$ : $$b = 7 - 2(3) = 7 - 6 = 1$$ Donc, $$e^x = 3$$ et $$e^y = 1$$, ce qui donne : $$x = \ln(3), \quad y = \ln(1) = 0$$ ### Résumé des solutions : 1. Pour l'équation $$e^{2x} - 2e^x - 3 = 0$$, la solution est $$x = \ln(3)$$. 2. Pour le système $$\begin{cases} 4e^x - 3e^y = 9 \\ 2e^x + e^y = 7 \end{cases}$$, les solutions sont $$x = \ln(3)$$ et $$y = 0$$. --- Souhaitez-vous plus de détails sur les étapes de la résolution ou avez-vous des questions sur un autre aspect ? Voici 5 questions connexes pour approfondir : 1. Comment résoudre une équation quadratique en utilisant le discriminant ? 2. Quelle est la méthode de substitution dans un système d'équations ? 3. Que se passe-t-il si une équation exponentielle mène à une valeur négative ? 4. Comment vérifier les solutions d'un système d'équations exponentielles ? 5. Quelle est la définition de la fonction exponentielle et ses propriétés de base ? **Astuce** : Lors de la résolution d'un système d'équations exponentielles, il est souvent utile de simplifier les expressions en posant $$a = e^x$$ et $$b = e^y$$, ce qui peut transformer un problème exponentiel en un problème linéaire.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Exponential Equations
Systems of Equations
Quadratic Equations

Formulas

Quadratic equation formula: ax^2 + bx + c = 0
Discriminant formula: Δ = b^2 - 4ac
Logarithmic function: x = ln(a) for e^x = a

Theorems

Quadratic Formula
Substitution Method
Exponential Function Properties

Suitable Grade Level

Grades 11-12