¿Cómo podría encontrar x en a ^ x = bx + c usando álgebra?

No hay una manera fácil de resolver esta ecuación de manera algebric.

Uno puede preguntarle a Wolfram-Alpha sobre consejos:

a ^ x = bx + c – Wolfram | Alpha

Entonces la respuesta general es:

[matemáticas] x = \ frac {-b W_n (- \ frac {a ^ {- c / a} \ log a} {b}) – c \ log a} {b \ log a} [/ math]

[matemáticas] x = – \ frac {1} {\ log a} W_n (- \ frac {a ^ {- c / a} \ log a} {b}) – \ frac {c} {b} [/ math ]

No es bonito, ¿verdad?

[math] W_n [/ math] son ​​las funciones de Lambert. Dado [math] f (z) = ze ^ z [/ math], [math] W_n [/ math] se definen como las ramas de las funciones inversas de [math] f [/ math] con [math] z [/ math ]Número complejo.

[matemáticas] W_n [/ matemáticas] no se puede expresar en términos de funciones elementales …

La función estándar de Lambert se puede usar para resolver el siguiente tipo de ecuaciones:

[matemáticas] e ^ {- \ gamma x} = \ alpha_0 (x – \ eta) [/ matemáticas]

La solución para [math] x [/ math] en entonces:

[matemáticas] x = \ eta + \ frac {1} {\ gamma} W (\ frac {\ gamma e ^ {- \ gamma \ eta}} {\ alpha_0}) [/ math]

Entonces, todo lo que tenemos que hacer es tratar de expresar la ecuación dada en la forma requerida, para derivar la primera solución con [matemáticas] n = 0 [/ matemáticas] y [matemáticas] W_n = W [/ matemáticas].

[matemáticas] e ^ {- x (- \ log a)} = b (x + c / b) [/ matemáticas]

Entonces tenemos

[math] \ gamma = – \ log a [/ math]

[matemáticas] \ alpha _0 = b [/ matemáticas]

[matemáticas] \ eta = c / b [/ matemáticas]

Lo que lleva a la solución requerida.

Hay otras soluciones para [matemáticas] W_n [/ matemáticas], [matemáticas] n \ geq 1 [/ matemáticas] pero la idea está ahí.

Supongo que esta ecuación podría no ser muy fácil de resolver analíticamente. Un enfoque sería un método gráfico para encontrar la solución. Deje que una función [matemáticas] f (x) = a ^ x [/ matemáticas].
Asimismo, definimos otra función [matemática] g (x) = bx + c [/ matemática].
Trace las dos funciones y encuentre sus puntos de intersección. La coordenada x correspondiente sería su respuesta. Espero que haya ayudado.