Exercícios sobre equação exponencial (com gabarito explicado)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

Equação exponencial exige o domínio de propriedades de potências para sua resolução. Nesta lista de exercícios, você vai praticar diferentes estratégias para resolver esse tipo de equação. As questões contam com gabarito explicado, ajudando a compreender cada etapa do raciocínio.

Questão 1

Ao resolver a equação exponencial abaixo no universo dos números reais obtemos como solução:

raiz quadrada de 9 à potência de x mais 5 fim do exponencial fim da raiz igual a abre parênteses 1 sobre 243 fecha parênteses à potência de 3 menos x fim do exponencial

a) 3

b) 4

c) 5

d) 6

Gabarito explicado

Podemos reescrever a equação utilizando as propriedades de potências.

raiz quadrada de 9 à potência de x mais 5 fim do exponencial fim da raiz igual a abre parênteses 1 sobre 243 fecha parênteses à potência de 3 menos x fim do exponencial9 à potência de numerador x mais 5 sobre denominador 2 fim da fração fim do exponencial igual a 243 à potência de menos 3 mais x fim do exponencialabre parênteses 3 ao quadrado fecha parênteses à potência de numerador x mais 5 sobre denominador 2 fim da fração fim do exponencial igual a abre parênteses 3 à potência de 5 fecha parênteses à potência de menos 3 mais x fim do exponencial3 à potência de x mais 5 fim do exponencial igual a 3 à potência de menos 15 mais 5 x fim do exponencial

Como agora as bases são iguais podemos igualar os expoentes.

x mais 5 igual a menos 15 mais 5 xx menos 5 x igual a menos 15 menos 5menos 4 x igual a menos 20x igual a 20 sobre 4x igual a 5

Questão 2

Uma colônia de bactérias cresce seguindo a expressão

N parêntese esquerdo t parêntese direito igual a 3.5 à potência de numerador 2 t sobre denominador 3 fim da fração fim do exponencial

onde, N parêntese esquerdo t parêntese direito é o número de bactérias após t dias.

Determine em quantos dias a colônia alcançará a quantidade de 9375 bactérias.

a) 6 dias e 12 horas

b) 6 dias e 18 horas

c) 7 dias e 5 horas

d) 7 dias e 12 horas

Gabarito explicado

Para resolver esta questão basta igualarmos o número de bactérias com a expressão dada e resolver a equação exponencial resultante.

3.5 à potência de numerador 2 t sobre denominador 3 fim da fração fim do exponencial igual a 93755 à potência de numerador 2 t sobre denominador 3 fim da fração fim do exponencial igual a 31255 à potência de numerador 2 t sobre denominador 3 fim da fração fim do exponencial igual a 5 à potência de 5numerador 2 t sobre denominador 3 fim da fração igual a 52 t igual a 15t igual a 7 vírgula 5 espaço d i a s espaço o u espaço 7 espaço d i a s espaço e espaço 12 espaço h o r a s

Questão 3

A solução, em U igual a reto números reais, da equação abaixo é:

7 à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 2.7 à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 35 igual a 0

a) menos 1

b) 0

c) 1

d) 7

Gabarito explicado

Podemos reescrever a equação da seguinte forma:

49 à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 2.7 à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 35 igual a 0abre parênteses 7 ao quadrado fecha parênteses à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 2.7 à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 35 igual a 0abre parênteses 7 à potência de x mais 2 fim do exponencial fecha parênteses ao quadrado menos 2.7 à potência de x mais 2 fim do exponencial menos 35 igual a 0

Fazendo 7 à potência de x mais 2 fim do exponencial igual a k teremos:

k ao quadrado menos 2 k menos 35 igual a 0

Resolvendo a equação do segundo grau somando 36 em ambos os lados:

k ao quadrado menos k menos 35 mais 36 igual a 36k ao quadrado menos 2 k mais 1 igual a 36abre parênteses k menos 1 fecha parênteses ao quadrado igual a 36k menos 1 igual a mais ou menos raiz quadrada de 36k menos 1 igual a mais ou menos 6k igual a 1 mais ou menos 6k apóstrofo igual a 7 espaço o u espaço k apóstrofo apóstrofo igual a menos 5

Retornando a variável original temos:

7 à potência de x mais 2 fim do exponencial igual a 7 espaço o u espaço 7 à potência de x mais 2 fim do exponencial igual a menos 5 espaço parêntese esquerdo n ã o espaço c o n v é m parêntese direito7 à potência de x mais 2 fim do exponencial igual a 7 à potência de 1x mais 2 igual a 1x igual a menos 1

Questão 4

A equação 2 à potência de x menos 3 fim do exponencial mais 2 à potência de x menos 2 fim do exponencial mais 2 à potência de x menos 1 fim do exponencial mais 2 à potência de x mais 2 à potência de x mais 1 fim do exponencial mais 2 à potência de x mais 2 fim do exponencial mais 2 à potência de x mais 3 fim do exponencial igual a 8128 tem como solução:

a) 8

b) 9

c) 10

d) 11

Gabarito explicado

Colocando 2 à potência de x em evidência obtemos:

2 à potência de x menos 3 fim do exponencial mais 2 à potência de x menos 2 fim do exponencial mais 2 à potência de x menos 1 fim do exponencial mais 2 à potência de x mais 2 à potência de x mais 1 fim do exponencial mais 2 à potência de x mais 2 fim do exponencial mais 2 à potência de x mais 3 fim do exponencial igual a 81282 à potência de x. abre parênteses 2 à potência de menos 3 fim do exponencial mais 2 à potência de menos 2 fim do exponencial mais 2 à potência de menos 1 fim do exponencial mais 1 mais 2 à potência de 1 mais 2 ao quadrado mais 2 ao cubo fecha parênteses igual a 81282 à potência de x. abre parênteses 1 sobre 8 mais 1 quarto mais 1 meio mais 1 mais 2 mais 4 mais 8 fecha parênteses igual a 81282 à potência de x. abre parênteses numerador 1 mais 2 mais 4 mais 8 mais 16 mais 64 sobre denominador 8 fim da fração fecha parênteses igual a 81282 à potência de x. abre parênteses 127 sobre 8 fecha parênteses igual a 81282 à potência de x igual a numerador 8.8128 sobre denominador 127 fim da fração2 à potência de x igual a 8.642 à potência de x igual a 2 ao cubo.2 à potência de 62 à potência de x igual a 2 à potência de 9x igual a 9

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 5

Assinale a alternativa correta que é solução da equação exponencial:

3 à potência de 2 x fim do exponencial mais 3 à potência de 2 x mais 1 fim do exponencial mais 3 à potência de 2 x mais 2 fim do exponencial igual a 13.3 à potência de x mais 1 fim do exponencial

a) menos 3

b) menos 1

c) 0

d) 1

Gabarito explicado

Colocando 3 à potência de 2 x fim do exponencial em evidência no primeiro membro da equação teremos:

3 à potência de 2 x fim do exponencial mais 3 à potência de 2 x mais 1 fim do exponencial mais 3 à potência de 2 x mais 2 fim do exponencial igual a 13.3 à potência de x mais 1 fim do exponencial3 à potência de 2 x fim do exponencial. abre parênteses 1 mais 3 mais 9 fecha parênteses igual a 13.3 à potência de x mais 1 fim do exponencial3 à potência de 2 x fim do exponencial.13 igual a 13.3 à potência de x mais 1 fim do exponencial3 à potência de 2 x fim do exponencial igual a 3 à potência de x mais 1 fim do exponencial2 x igual a x mais 1x igual a 1

Questão 6

Resolva a equação exponencial:

4 à potência de x mais 2.6 à potência de x mais 9 à potência de x igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6

Sabendo que x pertence reto números reais, assinale a alternativa correta:

a) 0

b) 2 sobre 3

c) 1

d) 3 sobre 2

Gabarito explicado

Dada a equação 4 à potência de x mais 2.6 à potência de x mais 9 à potência de x igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6 podemos reescrever da seguinte forma:

4 à potência de x mais 2.6 à potência de x mais 9 à potência de x igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6abre parênteses 2 à potência de x fecha parênteses 2 mais 2.2 à potência de x.3 à potência de x mais abre parênteses 3 à potência de x fecha parênteses ao quadrado igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6

Fazendo a igual a 2 à potência de x e b igual a 3 à potência de x teremos:

abre parênteses 2 à potência de x fecha parênteses 2 mais 2.2 à potência de x.3 à potência de x mais abre parênteses 3 à potência de x fecha parênteses ao quadrado igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6a ao quadrado mais 2 a b mais b ao quadrado igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6abre parênteses a mais b fecha parênteses ao quadrado igual a 35 mais 12 raiz quadrada de 6a mais b igual a raiz quadrada de 35 mais 12 raiz quadrada de 6 fim da raiz

Não precisamos da solução negativa pois a vírgula b maior que 0.

Resolvemos agora o radical duplo.

raiz quadrada de m mais raiz quadrada de n igual a raiz quadrada de 35 mais 12 raiz quadrada de 6 fim da raizabre parênteses raiz quadrada de m mais raiz quadrada de n fecha parênteses ao quadrado igual a abre parênteses raiz quadrada de 35 mais 12 raiz quadrada de 6 fim da raiz fecha parênteses ao quadradom mais n mais 2 m n igual a 35 mais 2 raiz quadrada de 216abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com m mais n igual a 35 fim da célula linha com célula com m n igual a 216 fim da célula fim da tabela fecham igual a 8 espaço e espaço n igual a 27

Portanto,

a mais b igual a raiz quadrada de 8 mais raiz quadrada de 272 à potência de x mais 3 à potência de x igual a 2 à potência de 3 sobre 2 fim do exponencial mais 3 à potência de 3 sobre 2 fim do exponencialx igual a 3 sobre 2

Questão 7

Sejam r vírgula espaço s e t as raízes da equação

3 à potência de 3 x fim do exponencial menos 13.3 à potência de 2 x fim do exponencial mais 39.3 à potência de x menos 27 igual a 0

Podemos afirmar que r. s. t vale:

a) menos 27

b) menos 1

c) 0

d) 27

Gabarito explicado

Podemos reescrever a equação exponencial fazendo 3 à potência de x igual a y.

3 à potência de 3 x fim do exponencial menos 13.3 à potência de 2 x fim do exponencial mais 39.3 à potência de x menos 27 igual a 0y ao cubo menos 13 y ao quadrado mais 39 y menos 27 igual a 0

Sabemos que y igual a 1 é raiz pois a soma dos coeficientes é igual a zero.

Aplicamos o algoritmo de Briot-Ruffini.

Algoritmo de Briot-Ruffini

Obtemos a seguinte equação de segundo grau:

y ao quadrado menos 12 y mais 27 igual a 0

Cujas raízes são 3 e 9.

Voltamos agora para a variável original.

3 à potência de x igual a 1 seta dupla para a direita x apóstrofo igual a 03 à potência de x igual a 3 seta dupla para a direita x apóstrofo apóstrofo igual a 13 à potência de x igual a 9 seta dupla para a direita x apóstrofo apóstrofo apóstrofo igual a 2

Por fim,

r. s. t igual a 0.1.2 igual a 0

Questão 8

Uma startup de reciclagem desenvolveu um novo processo químico para decompor plásticos de difícil processamento. O laboratório observou que a massa de resíduo plástico não decomposto, em toneladas, após t horas de tratamento, é dada pela função:

M parêntese esquerdo t parêntese direito igual a 16.2 à potência de menos 0 vírgula 5 t fim do exponencial

Considerando que o processo é interrompido quando a massa de resíduo atinge exatamente 125 espaço k g, determine o tempo total de tratamento necessário para que essa marca seja alcançada.

a) 3 horas

b) 7 horas

c) 14 horas

d) 15 horas

Gabarito explicado

Observe que a massa deve estar em toneladas, logo

125 espaço k g espaço igual a espaço 0 vírgula 125 espaço t o n espaço igual a espaço 125 sobre 1000 igual a 1 sobre 8 igual a 2 à potência de menos 3 fim do exponencial espaço t o n

Substituindo na expressão encontramos a seguinte equação exponencial

2 à potência de menos 3 fim do exponencial igual a 16.2 à potência de menos 0 vírgula 5 t fim do exponencial2 à potência de menos 3 fim do exponencial igual a 2 à potência de 4.2 à potência de menos 0 vírgula 5 t fim do exponencial2 à potência de menos 3 fim do exponencial igual a 2 à potência de 4 menos 0 vírgula 5 t fim do exponencialmenos 3 igual a 4 menos 0 vírgula 5 tmenos 7 igual a menos 0 vírgula 5 tt igual a 14 espaço h o r a s

Continue estudando com Equação exponencial: como resolver (com exemplos de resoluções).

Referências Bibliográficas

ADONINA, N. P.; KUCHERENKO, A. G. Álgebra: teoria e prática. Lima, Peru: Editorial Lumbreras/Cuzcano.

CANELLAS, William. Matemática para o infinito e além: tomo II. Clube de Autores. 1 ed. Rio de Janeiro, 2020.

IEZZI, Gelson. Fundamentos de matemática elementar, 2: logaritmos. 10. ed. São Paulo: Atual, 2013.

LIMA, Elon Lages et al. A matemática do ensino médio: volume 1. 11. ed. Rio de Janeiro: SBM, 2016. (Coleção do Professor de Matemática).

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.