7. 定义一种新运算“$*$”:$a * b = 2^{a}×2^{b}$,如:$2 * (-1) = 2^{2}×2^{-1} = 2^{2 - 1} = 2$。
(1)求$(-2) * 3$的值;
(2)已知$(x - 4) * (3 - 2x) = 16$,请根据上述运算,求$x$的值。
拓展与延伸
(1)求$(-2) * 3$的值;
(2)已知$(x - 4) * (3 - 2x) = 16$,请根据上述运算,求$x$的值。
拓展与延伸
答案
(1)
根据定义$a*b = 2^{a}×2^{b}$,则$(-2)*3=2^{-2}×2^{3}$。
根据同底数幂相乘,底数不变,指数相加,可得$2^{-2}×2^{3}=2^{-2 + 3}=2^{1}=2$。
(2)
因为$a*b = 2^{a}×2^{b}$,所以$(x - 4)*(3 - 2x)=2^{x - 4}×2^{3 - 2x}$。
根据同底数幂相乘法则,$2^{x - 4}×2^{3 - 2x}=2^{(x - 4)+(3 - 2x)}=2^{-x - 1}$。
已知$(x - 4)*(3 - 2x)=16$,而$16 = 2^{4}$,则$2^{-x - 1}=2^{4}$。
所以$-x - 1 = 4$,
移项可得$-x=4 + 1$,
即$-x=5$,
解得$x=-5$。
综上,答案为(1) $2$;(2) $x = - 5$。
根据定义$a*b = 2^{a}×2^{b}$,则$(-2)*3=2^{-2}×2^{3}$。
根据同底数幂相乘,底数不变,指数相加,可得$2^{-2}×2^{3}=2^{-2 + 3}=2^{1}=2$。
(2)
因为$a*b = 2^{a}×2^{b}$,所以$(x - 4)*(3 - 2x)=2^{x - 4}×2^{3 - 2x}$。
根据同底数幂相乘法则,$2^{x - 4}×2^{3 - 2x}=2^{(x - 4)+(3 - 2x)}=2^{-x - 1}$。
已知$(x - 4)*(3 - 2x)=16$,而$16 = 2^{4}$,则$2^{-x - 1}=2^{4}$。
所以$-x - 1 = 4$,
移项可得$-x=4 + 1$,
即$-x=5$,
解得$x=-5$。
综上,答案为(1) $2$;(2) $x = - 5$。
8. 【新定义】若一元一次方程的解在一元一次不等式组解集范围内,则称该一元一次方程为该不等式组的“关联方程”。
【举例】方程$x - 1 = 3$的解为$x = 4$,而不等式组$\begin{cases}x - 1 > 1, \\ x - 2 < 3\end{cases}$的解集为$2 < x < 5$,不难发现$x = 4$在$2 < x < 5$的范围内,所以方程$x - 1 = 3$是不等式组$\begin{cases}x - 1 > 1, \\ x - 2 < 3\end{cases}$的“关联方程”。
【问题】(1)方程$3(x + 1) - x = 9$是不是不等式组$\begin{cases}2x - 2 > x - 1, \\ 3(x - 2) - x ≤ 4\end{cases}$的“关联方程”?请说明理由。
(2)若关于$x$的方程$2x - k = 6$是不等式组$\begin{cases}\dfrac{3x + 1}{2} ≥ x, \\ \dfrac{x - 1}{2} ≥ \dfrac{2x + 1}{3} - 2\end{cases}$的“关联方程”,求$k$的取值范围。
【举例】方程$x - 1 = 3$的解为$x = 4$,而不等式组$\begin{cases}x - 1 > 1, \\ x - 2 < 3\end{cases}$的解集为$2 < x < 5$,不难发现$x = 4$在$2 < x < 5$的范围内,所以方程$x - 1 = 3$是不等式组$\begin{cases}x - 1 > 1, \\ x - 2 < 3\end{cases}$的“关联方程”。
【问题】(1)方程$3(x + 1) - x = 9$是不是不等式组$\begin{cases}2x - 2 > x - 1, \\ 3(x - 2) - x ≤ 4\end{cases}$的“关联方程”?请说明理由。
(2)若关于$x$的方程$2x - k = 6$是不等式组$\begin{cases}\dfrac{3x + 1}{2} ≥ x, \\ \dfrac{x - 1}{2} ≥ \dfrac{2x + 1}{3} - 2\end{cases}$的“关联方程”,求$k$的取值范围。
答案
(1)
首先解方程$3(x + 1)-x = 9$:
$3x+3 - x=9$,
$2x=9 - 3$,
$2x=6$,
$x = 3$。
然后解不等式组$\begin{cases}2x - 2> x - 1\\3(x - 2)-x≤4\end{cases}$
解不等式$2x - 2> x - 1$,移项得$2x-x> - 1 + 2$,即$x>1$。
解不等式$ 3(x - 2)-x≤4$,展开得$3x-6 - x≤4$,$2x≤4 + 6$,$2x≤10$,$x≤5$。
所以不等式组的解集为$1< x≤5$。
由于$x = 3$在$1< x≤5$范围内,所以方程$3(x + 1)-x = 9$是不等式组的“关联方程”。
(2)
首先解方程$2x - k = 6$,得$x=\dfrac{6 + k}{2}$。
然后解不等式组$\begin{cases}\dfrac{3x + 1}{2}≥ x\\\dfrac{x - 1}{2}≥\dfrac{2x + 1}{3}-2\end{cases}$
解不等式$\dfrac{3x + 1}{2}≥ x$,两边同乘$2$得$3x + 1≥2x$,移项得$3x-2x≥ - 1$,即$x≥ - 1$。
解不等式$\dfrac{x - 1}{2}≥\dfrac{2x + 1}{3}-2$,两边同乘$6$得$3(x - 1)≥2(2x + 1)-12$,
展开得$3x-3≥4x + 2-12$,
移项得$3x-4x≥2-12 + 3$,
$-x≥ - 7$,
$x≤7$。
所以不等式组的解集为$-1≤ x≤7$。
因为方程$2x - k = 6$是不等式组的“关联方程”,所以$-1≤\dfrac{6 + k}{2}≤7$。
解不等式$-1≤\dfrac{6 + k}{2}$,两边同乘$2$得$-2≤6 + k$,移项得$k≥ - 8$。
解不等式$\dfrac{6 + k}{2}≤7$,两边同乘$2$得$6 + k≤14$,移项得$k≤8$。
所以$k$的取值范围是$-8≤ k≤8$。
首先解方程$3(x + 1)-x = 9$:
$3x+3 - x=9$,
$2x=9 - 3$,
$2x=6$,
$x = 3$。
然后解不等式组$\begin{cases}2x - 2> x - 1\\3(x - 2)-x≤4\end{cases}$
解不等式$2x - 2> x - 1$,移项得$2x-x> - 1 + 2$,即$x>1$。
解不等式$ 3(x - 2)-x≤4$,展开得$3x-6 - x≤4$,$2x≤4 + 6$,$2x≤10$,$x≤5$。
所以不等式组的解集为$1< x≤5$。
由于$x = 3$在$1< x≤5$范围内,所以方程$3(x + 1)-x = 9$是不等式组的“关联方程”。
(2)
首先解方程$2x - k = 6$,得$x=\dfrac{6 + k}{2}$。
然后解不等式组$\begin{cases}\dfrac{3x + 1}{2}≥ x\\\dfrac{x - 1}{2}≥\dfrac{2x + 1}{3}-2\end{cases}$
解不等式$\dfrac{3x + 1}{2}≥ x$,两边同乘$2$得$3x + 1≥2x$,移项得$3x-2x≥ - 1$,即$x≥ - 1$。
解不等式$\dfrac{x - 1}{2}≥\dfrac{2x + 1}{3}-2$,两边同乘$6$得$3(x - 1)≥2(2x + 1)-12$,
展开得$3x-3≥4x + 2-12$,
移项得$3x-4x≥2-12 + 3$,
$-x≥ - 7$,
$x≤7$。
所以不等式组的解集为$-1≤ x≤7$。
因为方程$2x - k = 6$是不等式组的“关联方程”,所以$-1≤\dfrac{6 + k}{2}≤7$。
解不等式$-1≤\dfrac{6 + k}{2}$,两边同乘$2$得$-2≤6 + k$,移项得$k≥ - 8$。
解不等式$\dfrac{6 + k}{2}≤7$,两边同乘$2$得$6 + k≤14$,移项得$k≤8$。
所以$k$的取值范围是$-8≤ k≤8$。
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