Найдите корень уравнения ${(\frac{1}{5})}^{x - 5} =125.$
Ответ: $2$.
Решение
Неизвестное стоит в показателе степени. Чтобы получить обычное линейное уравнение, выразим обе части степенями с одним и тем же основанием.
Дробное основание заменяем отрицательной степенью:
$$\frac1{5}=5^{-1}$$
При возведении степени в степень показатели перемножаются. Минус перед скобкой меняет знак каждого слагаемого:
$$(5^{-1})^{x-5}=5^{-( x-5 )}=5^{-x+5}$$
Представим числовую правую часть как степень основания $5$. Последовательно умножаем на основание:
$$5^{2}=5\cdot5=25$$
$$5^{3}=25\cdot5=125$$
$$5^{3}=125$$
У степеней с положительным основанием, отличным от 1, равенство значений возможно только при одинаковых показателях. Поэтому приравниваем показатели:
$$-x+5=3$$
Теперь неизвестное входит в уравнение только в первой степени:
$$-x+5=3$$
Вычтем $5$ из обеих частей, чтобы оставить слагаемое с $x$ отдельно:
$$-x=3-5=-2$$
Разделим обе части на коэффициент $-1$ перед $x$:
$$x=\frac{-2}{-1}=2$$
Проверим показатель левой части после подстановки найденного $x$:
$$(-1)\cdot2+5=-2+5=3$$
Показатель правой части тоже равен $3$. Значит, после приведения к основанию $5$ обе части совпадают. Ответ: $2$.