对于含有指数式或对数式的超越方程组,通常采用将不同底的指数式或对数式化为相同的底,或者在等式两端取同底对数,以便得到关于未知元的某个代数方程组.
例如求解方程组
时,可将方程
化为
,
然后再利用对数换底
公式
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得到
,
于是原方程组变形为
,
,
从而有代数方程组
,
.
又如,求解方程组
,
时,可对第一个方程的两端取对数,得
.
因为第二个方程可
表
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示为
.
所以设
,于是得方程组
由上例可以看出,在解超越方程组时,可以利用换元的方法,将问题归结为代数方程组的求解.
例7 解方程
.
解 根据指数式的定义,
与
都限于正实数.如果
而
,或
而
,那么不论
与
取什么数值,都不能满足原方程组中的第二个方程,因此,在这种情形下,原方程组无解.
设
,并且
,(或
,并且
)以任意一个大于(或小于)1的正数为底,对原方程组中的两个方程的两端,分别取对数,得
(1)
(2)
(为表达简便,未写出对数的底).
由方程(2),得
,代入方程(1),得
因为
与
的符号取决于对数的底的选择,根据
与
的取值,总可以使
与
都取正数,所以,对方程(2)的两端,可再一次取相同底的对数,得
.
设
,于是有方程组
当
时,可解得
,
从而有
同理可解得
从而有
如果
,那么
,因此,
.这表明原方程组有无限多组解:满足原方程组的
与
以一切相等的正实数为值.
由三角方程组成的方程组,或由三角方程与代数方程组成的方程组称为三角方程组。三角方程组没有一般的求解步骤,这里仅限于研究含有两个未知元的三角方程组.含有未知元
与
的三角方程组一般有以下两种类型:
(1) 方程组中含有关于未知元
与
的等量关系,如
或
(2) 方程组中含有两个关于未知元
与
的三角方程,如
解这两种类型的三角方程组的基本方法是消元,即把一个未知元用另一个表示,或者用换元法变换原方程组,以便将三角方程组的求解归结为一个代数方程组的求解.有时先将方程组中的一个三角方程组变形,然后再做消元的代换往往是有利的.
例8 解方程组
先将这个方程组中的第一个方程变形为
,