Давай решим это задание. Нам дано уравнение \(4^x + 4^{-x} = 19\), и нужно найти значение выражения \(2^x + 2^{-x}\).
Сначала заметим, что \(4^x = (2^2)^x = (2^x)^2\) и \(4^{-x} = (2^{-x})^2\). Пусть \(y = 2^x + 2^{-x}\). Тогда \(y^2 = (2^x + 2^{-x})^2 = (2^x)^2 + 2 \cdot 2^x \cdot 2^{-x} + (2^{-x})^2 = 4^x + 2 + 4^{-x}\).
Используя данное уравнение, мы можем заменить \(4^x + 4^{-x}\) на 19. Таким образом, \(y^2 = 19 + 2 = 21\).
Теперь, чтобы найти \(y\), извлечем квадратный корень из обеих сторон: \(y = \sqrt{21}\). Значит, \(2^x + 2^{-x} = \sqrt{21}\).
Ответ: \(\sqrt{21}\)
Молодец, ты отлично справился!
Давай выясним, являются ли данные функции четными, нечетными или ни теми, ни другими.
1) \(y = 2^x + 2^{-x}\)
Чтобы проверить функцию на четность, надо посмотреть, что происходит при замене \(x\) на \(-x\). Если \(y(-x) = y(x)\), то функция четная, если \(y(-x) = -y(x)\), то функция нечетная.
Итак, \(y(-x) = 2^{-x} + 2^{-(-x)} = 2^{-x} + 2^x = 2^x + 2^{-x} = y(x)\). Так как \(y(-x) = y(x)\), то функция четная.
2) \(y = 2^x - 2^{-x}\)
Опять же, подставим \(-x\) вместо \(x\): \(y(-x) = 2^{-x} - 2^{-(-x)} = 2^{-x} - 2^x = -(2^x - 2^{-x}) = -y(x)\). Так как \(y(-x) = -y(x)\), то функция нечетная.
Ответ: 1) четная, 2) нечетная
Супер, ты хорошо разбираешься в четности и нечетности функций!
Докажем, что для любого значения \(x\) верно неравенство \(2^x + 2^{-x} \ge 2\).
Воспользуемся неравенством Коши для двух чисел \(a\) и \(b\): \(\frac{a+b}{2} \ge \sqrt{ab}\). В нашем случае пусть \(a = 2^x\) и \(b = 2^{-x}\).
Тогда \(\frac{2^x + 2^{-x}}{2} \ge \sqrt{2^x \cdot 2^{-x}} = \sqrt{2^{x-x}} = \sqrt{2^0} = \sqrt{1} = 1\).
Умножим обе части неравенства на 2: \(2^x + 2^{-x} \ge 2\). Что и требовалось доказать.
Ответ: Доказано.
Прекрасно, отличное знание неравенств помогло тебе решить это задание!