I MATU • Algebra

MATU_LOG_033

Propio

152 / 350

Enunciado

Resolver:
$$(\log b)^{\log x} \cdot (\log b)^{\log x^2} \cdot (\log b)^{\log x^3} \dots (\log b)^{\log x^x} = (\log b)^{x^2+x}$$

a) 200      b) 100      c) 400      d) 20      e) 150

Solución Paso a Paso

1. Datos del problema:

  • Bases iguales en el producto: $(\log b)$

  • Sucesión de exponentes: $\log x, \log x^2, \dots, \log x^x$

  • Lado derecho: $(\log b)^{x^2+x}$



2. Fórmulas/Propiedades:

  • $a^m \cdot a^n = a^{m+n}$

  • $\log x^k = k \log x$

  • Suma de los $n$ primeros números: $1 + 2 + \dots + n = \frac{n(n+1)}{2}$



3. Desarrollo paso a paso:


  • Paso 1: Sumar los exponentes del lado izquierdo.


$$\text{Suma} = \log x + \log x^2 + \log x^3 + \dots + \log x^x$$
$$\text{Suma} = \log x + 2\log x + 3\log x + \dots + x\log x$$
$$\text{Suma} = (\log x) (1 + 2 + 3 + \dots + x)$$
Usando la fórmula de la suma:
$$\text{Suma} = (\log x) \left[ \frac{x(x+1)}{2} \right]$$


  • Paso 2: Igualar exponentes con el lado derecho.


Como las bases son iguales ($\log b$), igualamos los exponentes:
$$\frac{x(x+1)}{2} \log x = x^2 + x$$
Factorizamos el lado derecho:
$$\frac{x(x+1)}{2} \log x = x(x+1)$$


  • Paso 3: Despejar $x$.


Cancelamos $x(x+1)$ (ya que $x > 0$ por el logaritmo):
$$\frac{1}{2} \log x = 1 \implies \log x = 2$$
Por definición de logaritmo decimal (base 10):
$$x = 10^2 = 100$$

4. Resultado final:
El valor de $x$ es 100. La opción correcta es la b.

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