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Mariano
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Opción 1: Reemplazar x como palabra completa

Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

Regex101


### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

Regex101

$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing group][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 4: Usar verbos de control

Con (*SKIP)(*FAIL) (control verbs), se fuerza un fallo en el intento de coincidencia y se avanza a la posición del string en la que se encuentra actualmente.

/exp(*SKIP)(*FAIL)|x/

Regex101

Opción 1: Reemplazar x como palabra completa

Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

Regex101


### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

Regex101

$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing group][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone

Opción 1: Reemplazar x como palabra completa

Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

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### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

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$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing group][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 4: Usar verbos de control

Con (*SKIP)(*FAIL) (control verbs), se fuerza un fallo en el intento de coincidencia y se avanza a la posición del string en la que se encuentra actualmente.

/exp(*SKIP)(*FAIL)|x/

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Opción 1: Reemplazar x como palabra completa

Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

Regex101


### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizar es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

Regex101

$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing][9]**[capturing group][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo "Resultado'Resultado: "' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone

Opción 1: Reemplazar x como palabra completa

Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

Regex101


### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizar es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

Regex101

$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo "Resultado: ". $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone

Opción 1: Reemplazar x como palabra completa

Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

Regex101


### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

Regex101

$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

Demo en ideone


### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing group][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo 'Resultado: ' . $resultado;
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Viendo que estás intentando reemplazar las x de una ecuación, quizás es más sencillo no complicarse por qué está antes o después, y reemplazar aquellas que son una palabra completa. \b coincide con posiciones en límites de palabras completas (word boundaries). Es decir, que este regex sólo va a coincidir con las x que son palabras completas (que no están precedidas ni sucedidas por caracteres de palabras -letras, números o guiones bajos).

/\bx\b/

Regex101


### Opción 2: Inspecciones - que no esté precedida y no esté sucedida

Una opción directa de obtener lo que estás buscando es utilizar es utilizando inspecciones (lookarounds). La siguiente expresión coincide con:

  • una x, que no esté seguida por:
  • una posición precedida por ex,
  • y una p.
/x(?!(?<=ex)p)/

Regex101

$regex = '/x(?!(?<=ex)p)/';
 
$x=3;
$cadena= 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';
 
$resultado = preg_replace($regex, $x, $cadena);
 
echo 'Resultado: ' . $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

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### Opción 3: Coincidir con las excepciones, pero no reemplazarlas Una opción menos intuitiva, pero mucho más práctica, es también coincidir con `exp`, pero crear una captura con un [grupo][8] (o subpatrón; *[capturing][9]*).
/(exp)|x/

Y, usando una función como callback al momento de reemplazar, sólo modificarlo si el grupo 1 no capturó nada.

$regex = '/(exp)|x/';

$x = 3;
$cadena = 'exp(x,2) - ext(axp * exp)';

$reemplazo = function ($matches) use ($x) {
    if (isset($matches[1])) //capturó en grupo 1, entonces, devolver el mismo valor (no reemplazar)
        return $matches[1];
    return $x;              //reemplazar por el valor que se quiera
};

$resultado = preg_replace_callback($regex, $reemplazo, $cadena);

echo "Resultado: ". $resultado;
//=>  Resultado: exp(3,2) - e3t(a3p * exp)

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