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O que são equações exponenciais?
Equações exponenciais são aquelas em que a variável aparece no expoente de uma potência.
Por exemplo:

Sendo e
constantes.
Para resolver equações exponenciais, em geral, lidamos com dois casos principais: equações em que os dois lados podem ser escritos com a mesma base e equações em que os dois lados não podem ser escritos com a mesma base. lém disso, existem casos em que precisamos aplicar estratégias matemáticas específicas para resolver a equação.
Equações com mesma base
Para resolver esse tipo de equação, escrevemos os dois lados da equação usando a mesma base e, em seguida, igualamos os expoentes.
Depois disso, basta resolver a equação resultante entre os expoentes.
Equações com bases diferentes
Quando não é possível reescrever os dois lados da equação com a mesma base, usamos logaritmos e suas propriedades, eliminando a variável do expoente e transformando a equação em algo que possa ser resolvido normalmente.
Outros tipos de equações exponenciais
Existem equações exponenciais que exigem o uso de artifícios matemáticos para isolar a incógnita.
Exercícios de equações exponenciais com mesma base
Resolva as seguintes equações exponenciais:
1 Como o número 4 pode ser escrito como
, podemos reescrever a equação da seguinte forma:
2Agora que temos a mesma base em ambos os lados da equação, podemos igualar os expoentes:
3 Resolvemos a equação do 1º grau que surgiu:
1 Transformamos as raízes em potências com expoente fracionário e podemos igualar os expoentes:
2 Resolvemos a nova equação:
1 Reescrevemos como
e igualamos os exponentes
2 Resolvemos a nova equação
1 Reescrevemos a raiz na forma de potência com exponente fracionário e é decomposto em fatores.
1Transformamos a fração do lado direito
2 Igualamos exponentes e resolvemos a nova equação:
1Transformamos a raiz em uma potência com expoente fracionário.
2 Resolvemos a equação resultante
1Transformamos a fração do lado direito
2 Igualamos exponentes e resolvemos a equação resultante
1Reescrevemos a fração do lado direito e expressamos a raiz quadrada como expoente fracionário:
2 Igualamos as potências e resolvemos a equação resultante:
1 Decompomos os números e
e igualamos os expoentes:
2 Podemos simplificar a equação resultante para então, ser resolvida:
1 Passamos o segundo termo para o lado direito, decompomos o número e igualamos os exponentes:
2 Resolvemos a equação irracional resultante:
Exercícios de equações exponenciais com bases diferentes
Resolva as seguintes equações exponenciais:
Como temos bases diferentes, aplicamos logaritmos em ambos os lados:
2 Aplicamos a propriedade do logaritmo de uma potência no primeiro membro:
3 Passamos para o outro lado e resolvemos a equação:
1 Podemos reescrever a equação como:
2 Passamos para primeiro membro e
para o segundo membro:
3 Aplicamos logaritmo nos dois membros:
4 Aplicamos a propriedade do logaritmo de uma potência no primeiro membro e resolvemos a equação resultante:
1 Podemos reescrever a equação como:
2 Passamos para o primeiro membro e
para o segundo membro:
3Aplicamos logaritmo em ambos os membros
4 Aplicamos a propriedade do logaritmo de uma potência no primeiro membro e resolvemos a equação resultante:
1 Aplicamos logaritmo em ambos os membros
2 Aplicamos a propriedade do logaritmo de uma potência no primeiro membro e resolvemos a equação resultante:
1 Aplicamos logaritmo em ambos os membros e aplicamos a propriedade do logaritmo do produto no primeiro membro
2 Aplicamos a propriedade do logaritmo da potência e colocamos o fator comum em evidência:
3 Isolamos a incógnita e resolvemos as operações com os logaritmos:
Exercícios de equações exponenciais com artifícios matemáticos
Resolva as seguintes equações exponenciais:
1 Aplicamos a propriedade da potência no produto e no quociente, para eliminar a soma ou subtração dos expoentes
2 Colocamos como fator comum
3 Isolamos e expressamos ambos os membros com base
4 Igualamos os exponentes
1 Aplicamos a propriedade da potência no produto e no quociente, para eliminar subtração dos expoentes:
2 Fazemos a substituição de variável e substituimos na equação:
3 Ao multiplicar ambos os membros da equação por passar todos os termos para o primeiro membro, obtemos:
4 Ao resolver a equação do segundo grau, obtemos:
5 Substituimos os valores de em
...
...
6 A equação não tem solução, pois uma potência com base positiva nunca resulta em número negativo. Assim, resolvemos apenas a equação
1 Aplicamos as propriedades das potências no produto ou quociente, para eliminar as somas ou subtrações nos expoentes:
2 Fazemos a substituição da variável e substituímos na equação:
3 Multiplicamos os dois membros por e resolvemos a equação resultante:
Não tem solução
1 Decompomos em fatores e aplicamos as propriedades do produto e do quociente de potências para eliminar as somas e subtrações nos expoentes:
2 Fazemos a substituição da variável e resolvemos a equação resultante:
3 Retornamos à variável original e verificamos se as soluções são válidas:
Não tem solução
1 Decompomos em fatores e
2 Fazemos a substituição da variável e resolvemos a equação resultante:
3 Desfazemos a substituição da variável apenas com a solução positiva:
4 Como não podemos igualar os expoentes, aplicamos logaritmo em ambos os membros e, no primeiro membro, usamos a propriedade da potência:
5 Isolamos a variável
6 Para a solução negativa da equação quadrática, não há solução para a equação exponencial, pois ao aplicar logaritmo no segundo membro, teríamos o logaritmo de um número negativo, o que não é possível.
Não tem solução
1 Eliminamos os expoentes negativos fazendo o inverso:
2 Eliminamos os denominadores multiplicando por
3 Fazemos a substituição da variável e resolvemos a equação resultante:
4 Retornamos à variável original e resolvemos
1 Fazemos a substituição da variável
2 Resolvemos a equação e desfazemos a substituição da variável:
Não tem solução
1 Aplicamos a fórmula da soma dos termos de uma progressão geométrica:
2 Isolamos
3 Reescrevemos o como
e igualamos as potências
1 Aplicamos la fórmula de soma de termos de uma progressão geométrica:
2 Colocamos os termos com denominador comum:
3 Eliminamos os denominadores e resolvemos a equação resultante:
1 Elevamos ambos os lados da equação ao cubo para manter a igualdade:
2 Utilizamos as propriedades dos expoentes e reescrevemos a equação.
Sabemos que:
3 Novamente, utilizamos as propriedades dos expoentes e reescrevemos a equação:
4 Portanto, temos que:
5 Finalmente, temos que: