Ii MATU • Algebra

MATU_LOG_035

Propio

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Enunciado

Hallar el valor de $a$ en la siguiente expresión:
$$\log_{\sqrt{a}} a^{\sqrt{a}} \cdot \log_a \sqrt[a]{a^{\sqrt{a}}} \cdot \log_{a^{\sqrt{a}}} \sqrt{a} = \sqrt{2}$$

$$ \begin{array}{lllll} \text{(a) } 1 & \text{(b) } 2 & \text{(c) } 3 & \text{(d) } 1/2 & \text{(e) } \sqrt{2} \end{array} $$

Solución Paso a Paso

1. Datos del problema:

  • Producto de tres términos logarítmicos con bases y argumentos que involucran potencias de $a$.

  • Igualdad establecida con $\sqrt{2}$.



2. Fórmulas y propiedades:

  • Propiedad de la potencia: $\log_{b^n} a^m = \frac{m}{n} \log_b a$

  • Raíz como exponente fraccionario: $\sqrt[n]{x^m} = x^{m/n}$

  • Propiedad fundamental: $\log_a a = 1$



3. Desarrollo paso a paso:


  • Paso 1: Simplificar el primer factor.


$$\log_{a^{1/2}} a^{\sqrt{a}} = \frac{\sqrt{a}}{1/2} \log_a a = 2\sqrt{a}$$


  • Paso 2: Simplificar el segundo factor.


Primero simplificamos el argumento: $\sqrt[a]{a^{\sqrt{a}}} = (a^{\sqrt{a}})^{1/a} = a^{\frac{\sqrt{a}}{a}} = a^{a^{-1/2}} = a^{\frac{1}{\sqrt{a}}}$.
Luego:
$$\log_a a^{\frac{1}{\sqrt{a}}} = \frac{1}{\sqrt{a}}$$


  • Paso 3: Simplificar el tercer factor.


$$\log_{a^{\sqrt{a}}} a^{1/2} = \frac{1/2}{\sqrt{a}} \log_a a = \frac{1}{2\sqrt{a}}$$


  • Paso 4: Multiplicar los factores obtenidos.


$$(2\sqrt{a}) \cdot \left( \frac{1}{\sqrt{a}} \right) \cdot \left( \frac{1}{2\sqrt{a}} \right) = \sqrt{2}$$
Simplificamos los términos comunes $2$ y $\sqrt{a}$:
$$\frac{1}{\sqrt{a}} = \sqrt{2}$$


  • Paso 5: Despejar la variable $a$.


Invertimos la ecuación:
$$\sqrt{a} = \frac{1}{\sqrt{2}}$$
Elevamos ambos miembros al cuadrado para eliminar la raíz:
$$a = \frac{1}{2}$$

4. Resultado final:
$$ \boxed{a = \frac{1}{2}} $$
El valor de $a$ es $1/2$. La opción correcta es la (d).

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