Question Number 64916 by Masumsiddiqui399@gmail.com last updated on 23/Jul/19
Commented by Tawa1 last updated on 23/Jul/19
$$\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:+\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}}\right)^{\mathrm{x}} \:=\:\:\mathrm{4}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left[\mathrm{since}\:\:\:\:\mathrm{2}\:−\:\sqrt{\mathrm{3}}\:\:=\:\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}}\:\:\mathrm{on}\:\mathrm{rationalise}\right] \\ $$$$\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:+\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} }\:=\:\:\mathrm{4} \\ $$$$\mathrm{Let}\:\:\:\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:\:=\:\:\mathrm{y} \\ $$$$\:\:\:\mathrm{y}\:+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{y}}\:=\:\:\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{1}\:=\:\:\mathrm{4y} \\ $$$$\:\:\:\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:−\:\mathrm{4y}\:+\:\mathrm{1}\:\:\:=\:\:\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{a}\:=\:\mathrm{1},\:\mathrm{b}\:=\:−\:\mathrm{4},\:\mathrm{c}\:=\:\mathrm{1} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\frac{−\:\left(−\:\mathrm{4}\right)\:\pm\:\sqrt{\left(−\:\mathrm{4}\right)^{\mathrm{2}} \:−\:\mathrm{4}\left(\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}\right)}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\frac{\mathrm{4}\:\pm\:\sqrt{\mathrm{16}−\:\mathrm{4}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\frac{\mathrm{4}\:\pm\:\sqrt{\mathrm{12}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\frac{\mathrm{4}\:\pm\:\sqrt{\mathrm{4}\:×\:\mathrm{3}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\frac{\mathrm{4}\:\pm\:\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\mathrm{2}\:\pm\:\sqrt{\mathrm{3}} \\ $$$$\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\:\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\:\:\:\:\mathrm{or}\:\:\:\mathrm{y}\:\:=\:\:\mathrm{2}\:−\:\sqrt{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{Recall}\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{Let}\:\:\:\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:\:=\:\:\mathrm{y} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\:\:\:\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:\:=\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{Base}\:\mathrm{are}\:\mathrm{the}\:\mathrm{same}:\:\:\:\:\:\Rightarrow\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{x}\:=\:\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{Or} \\ $$$$\:\:\:\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:\:=\:\:\left(\mathrm{2}\:−\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{1}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:\:=\:\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{x}} \:\:=\:\:\left(\mathrm{2}\:+\:\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{−\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{Base}\:\mathrm{are}\:\mathrm{the}\:\mathrm{same}:\:\:\:\:\:\Rightarrow\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{x}\:=\:−\:\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{Finally} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{x}\:\:=\:\:\mathrm{1}\:\:\:\:\:\mathrm{or}\:\:\:\:\mathrm{x}\:=\:−\:\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 23/Jul/19
$$\mathrm{Hahahaha},\:\:\mathrm{i}\:\mathrm{solve}\:\mathrm{like}\:\mathrm{sir}\:\:\mathrm{MrW},\:\:\mathrm{sir}\:\:\mathrm{Mjs}\:,\:\:\:\mathrm{sir}\:\:\mathrm{Tanmay},\:\:\mathrm{sir}\:\mathrm{Ajfour}, \\ $$$$\mathrm{Am}\:\mathrm{learning}\:\mathrm{everyday}\:\mathrm{here}.\:\:\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{everybody}\:\mathrm{here}.\: \\ $$
Commented by MJS last updated on 23/Jul/19
$$\mathrm{good}! \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 23/Jul/19
$${let}\:{a}\:=\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\:\:\:{we}\:{have}\:\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}}\:\:{so}\:\left({e}\right)\Rightarrow{a}^{{x}} \:+\frac{\mathrm{1}}{{a}^{{x}} }\:=\mathrm{4}\:\Rightarrow \\ $$$${a}^{\mathrm{2}{x}} \:+\mathrm{1}\:=\mathrm{4}{a}^{{x}} \:\Rightarrow{a}^{\mathrm{2}{x}} −\mathrm{4}{a}^{{x}} \:+\mathrm{1}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}{t}\:+\mathrm{1}\:=\mathrm{0}\:\:{with}\:{t}={a}^{{x}} \\ $$$$\Delta^{'} \:=\mathrm{4}−\mathrm{1}\:=\mathrm{3}\:\Rightarrow{t}_{\mathrm{1}} =\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\:\:{and}\:{t}_{\mathrm{2}} =\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}} \\ $$$${a}^{{x}} =\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\:\Rightarrow\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}} \:=\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\:\Rightarrow\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}−\mathrm{1}} \:=\mathrm{1}\:\Rightarrow{x}−\mathrm{1}=\mathrm{0}\:\Rightarrow{x}=\mathrm{1} \\ $$$${a}^{{x}} =\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}}\Rightarrow{a}^{{x}} \:=\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{−\mathrm{1}} \:\Rightarrow\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}+\mathrm{1}} =\mathrm{1}\:\Rightarrow{x}+\mathrm{1}\:=\mathrm{0}\Rightarrow{x}=−\mathrm{1} \\ $$
Commented by Masumsiddiqui399@gmail.com last updated on 23/Jul/19
$${thank}\:{u}\:{sir} \\ $$
Commented by Masumsiddiqui399@gmail.com last updated on 23/Jul/19
$${thank}\:{u}\:{sir} \\ $$
Answered by MJS last updated on 23/Jul/19
$$\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}} +\left(\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}} =\mathrm{4} \\ $$$$\mathrm{obviously}\:{x}_{\mathrm{2}} =\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}}=\mathrm{4} \\ $$$$\mathrm{in}\:\mathrm{this}\:\mathrm{case} \\ $$$$\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{−\mathrm{1}} =\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}} \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$$\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}} +\left(\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{{x}} =\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{−{x}} +\left(\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{3}}\right)^{−{x}} \\ $$$$\Rightarrow\:{x}_{\mathrm{2}} =−\mathrm{1} \\ $$
Commented by MJS last updated on 23/Jul/19
$$\mathrm{I}\:\mathrm{think}\:\mathrm{generally}\:\mathrm{we}\:\mathrm{can}\:\mathrm{only}\:\mathrm{try} \\ $$$$\left({a}+\sqrt{{b}}\right)^{{x}} +\left({a}−\sqrt{{b}}\right)^{{x}} ={y} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{if}\:{y}=\mathrm{2}{a}\:\Rightarrow\:{x}_{\mathrm{1}} =\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{if}\:\left({a}+\sqrt{{b}}\right)^{−\mathrm{1}} ={a}−\sqrt{{b}}\:\Leftrightarrow\:{b}={a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1} \\ $$$$\left({a}+\sqrt{{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}\right)^{{x}} +\frac{\mathrm{1}}{\left({a}+\sqrt{{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}\right)^{{x}} }={y} \\ $$$$\mathrm{2cosh}\:\left({x}\mathrm{ln}\:\left({a}+\sqrt{{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}\right)\right)={y} \\ $$$$\Rightarrow\:{x}=\pm\frac{\mathrm{arcosh}\:\frac{{y}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{ln}\:\left({a}+\sqrt{{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}\right)} \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 23/Jul/19
$$\mathrm{Wow},\:\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}.\:\:\mathrm{I}\:\mathrm{will}\:\mathrm{note}\:\mathrm{this}\:\mathrm{too}. \\ $$