1. Г Показникова функція y = aˣ спадає, якщо 0 < a < 1, і зростає, якщо a > 1. Порівнюємо основи з одиницею: 4 > 1, 3/2 = 1,5 > 1, √2 ≈ 1,41 > 1, а π/3 > 1, бо π > 3. Лише 2/5 = 0,4 менше за 1, тому спадає тільки y = (2/5)ˣ.
2. Б Підставляємо координати точки у формулу: a⁻² = 9. Степінь з від’ємним показником — це обернене число: a⁻² = 1/a², тому 1/a² = 9, тобто a² = 1/9. Основа показникової функції додатна, отже a = 1/3.
3. Д Для основи a > 1 функція aˣ зростає: менший показник дає менший степінь. Для 0 < a < 1 вона спадає: менший показник дає більший степінь. Основи 3 і √5 більші за 1, тому 3ᵐ < 3ⁿ і (√5)ᵐ < (√5)ⁿ — варіанти Б і В хибні. Основа 0,6 менша за 1, тому 0,6ᵐ > 0,6ⁿ — варіант А хибний. Так само 2⁻ˣ = (1/2)ˣ спадає, тож 2⁻ᵐ > 2⁻ⁿ — хибний і варіант Г. Для основи 1/2 з m < n випливає (1/2)ᵐ > (1/2)ⁿ — це правильна нерівність.
4. В Записуємо праву частину як степінь трійки: 1/27 = 1/3³ = 3⁻³. Маємо 3²ˣ⁻¹ = 3⁻³; основи однакові, тому рівні й показники: 2x − 1 = −3. 2x = −2, звідси x = −1.
5. В Зводимо обидві частини до основи 5: 25ˣ = (5²)ˣ = 5²ˣ, а (1/5)ˣ⁻⁶ = (5⁻¹)ˣ⁻⁶ = 5⁶⁻ˣ. Прирівнюємо показники: 2x = 6 − x. 3x = 6, звідси x = 2.
6. Б Розкладаємо перший степінь: 2ˣ⁺³ = 2ˣ · 2³ = 8 · 2ˣ. Виносимо 2ˣ за дужки: 2ˣ · (8 − 1) = 56, тобто 7 · 2ˣ = 56. 2ˣ = 8 = 2³, отже x = 3.
7. А Позначимо t = 2ˣ, де t > 0. Тоді 4ˣ = t², а 2ˣ⁺¹ = 2t. Дістаємо t² − 2t − 8 = 0, звідки t = 4 або t = −2. Значення t = −2 не підходить, бо 2ˣ завжди додатне. З 2ˣ = 4 маємо x = 2.
8. Б Записуємо 9 як степінь з основою 1/3: 9 = 3² = (1/3)⁻². Маємо (1/3)ˣ⁻¹ > (1/3)⁻². Основа 1/3 менша за 1, функція спадає, тому знак нерівності змінюється: x − 1 < −2. Звідси x < −1, тобто x ∈ (−∞; −1).
9. 1Г 2А 3В 4Д 2ˣ > 2⁴, основа 2 > 1, тому x > 4 — це Г. (1/2)ˣ ⩾ (1/2)⁻², основа 1/2 < 1, тому знак змінюється: x ⩽ −2 — це А. 3ˣ < 3⁰, основа 3 > 1, тому x < 0 — це В. 7ˣ > 0 при будь-якому x, тому 7ˣ > −7 виконується завжди: розв’язки — усі дійсні числа, це Д.
10. 1Б 2Г 3А 4В Множина значень функції y = 5ˣ — проміжок (0; +∞). y = 5ˣ⁻³ — зсув графіка вздовж осі Ox, він не змінює множини значень: (0; +∞) — Б. y = 5ˣ − 3 — зсув на 3 одиниці вниз: (−3; +∞) — Г; y = 5ˣ + 2 — зсув на 2 одиниці вгору: (2; +∞) — В. y = −5ˣ — симетрія відносно осі Ox: (−∞; 0) — А.
11. 3,5 Зводимо обидві частини до основи 2: 4ˣ⁻¹ = (2²)ˣ⁻¹ = 2²ˣ⁻², а 32 = 2⁵. Прирівнюємо показники: 2x − 2 = 5. 2x = 7, x = 3,5.
12. 5 Через t годин бактерій буде 300 · 2ᵗ. Складаємо рівняння 300 · 2ᵗ = 9600, звідки 2ᵗ = 9600 : 300 = 32. 32 = 2⁵, отже t = 5.
13. 3 Позначимо t = 3ˣ, t > 0. Тоді 9ˣ = t², і рівняння набуває вигляду t² − 12t + 27 = 0. Його корені t = 3 і t = 9 — обидва додатні. 3ˣ = 3 дає x = 1, а 3ˣ = 9 дає x = 2. Сума коренів: 1 + 2 = 3.
14. 4 Зводимо всі три частини до основи 2: 2⁻³ ⩽ 2²ˣ < 2⁵. Основа 2 > 1, тому знаки зберігаються: −3 ⩽ 2x < 5, тобто −1,5 ⩽ x < 2,5. Цілі числа на цьому проміжку: −1, 0, 1, 2 — їх чотири.