Найдите корень уравнения ${(\frac{1}{4})}^{x - 5} =\frac{1}{16}$.
Ответ: $7$.
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:
$$\frac1{4}=4^{-1}$$
При возведении степени в степень показатели перемножаются. Минус перед скобкой меняет знак каждого слагаемого:
$$(4^{-1})^{x-5}=4^{-( x-5 )}=4^{-x+5}$$
Сначала вычислим положительную степень основания:
$$4^{2}=4\cdot4=16$$
Отрицательная степень означает обратную величину:
$$4^{-2}=\frac1{4^{2}}=\frac1{16}=\frac{1}{16}$$
У степеней с положительным основанием, отличным от 1, равенство значений возможно только при одинаковых показателях. Поэтому приравниваем показатели:
$$-x+5=-2$$
Теперь неизвестное входит в уравнение только в первой степени:
$$-x+5=-2$$
Вычтем $5$ из обеих частей, чтобы оставить слагаемое с $x$ отдельно:
$$-x=-2-5=-7$$
Разделим обе части на коэффициент $-1$ перед $x$:
$$x=\frac{-7}{-1}=7$$
Проверим показатель левой части после подстановки найденного $x$:
$$(-1)\cdot7+5=-7+5=-2$$
Показатель правой части тоже равен $-2$. Значит, после приведения к основанию $4$ обе части совпадают. Ответ: $7$.