Ii
MATU • Algebra
MATU_LOG_035
Propio
Enunciado
Hallar el valor de $a$ en la siguiente expresión:
$$\log_{\sqrt{a}} a^{\sqrt{a}} \cdot \log_a \sqrt[a]{a^{\sqrt{a}}} \cdot \log_{a^{\sqrt{a}}} \sqrt{a} = \sqrt{2}$$
$$ \begin{array}{lllll} \text{(a) } 1 & \text{(b) } 2 & \text{(c) } 3 & \text{(d) } 1/2 & \text{(e) } \sqrt{2} \end{array} $$
$$\log_{\sqrt{a}} a^{\sqrt{a}} \cdot \log_a \sqrt[a]{a^{\sqrt{a}}} \cdot \log_{a^{\sqrt{a}}} \sqrt{a} = \sqrt{2}$$
$$ \begin{array}{lllll} \text{(a) } 1 & \text{(b) } 2 & \text{(c) } 3 & \text{(d) } 1/2 & \text{(e) } \sqrt{2} \end{array} $$
Solución Paso a Paso
1. Datos del problema:
2. Fórmulas y propiedades:
3. Desarrollo paso a paso:
$$\log_{a^{1/2}} a^{\sqrt{a}} = \frac{\sqrt{a}}{1/2} \log_a a = 2\sqrt{a}$$
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:
$$\log_a a^{\frac{1}{\sqrt{a}}} = \frac{1}{\sqrt{a}}$$
$$\log_{a^{\sqrt{a}}} a^{1/2} = \frac{1/2}{\sqrt{a}} \log_a a = \frac{1}{2\sqrt{a}}$$
$$(2\sqrt{a}) \cdot \left( \frac{1}{\sqrt{a}} \right) \cdot \left( \frac{1}{2\sqrt{a}} \right) = \sqrt{2}$$
Simplificamos los términos comunes $2$ y $\sqrt{a}$:
$$\frac{1}{\sqrt{a}} = \sqrt{2}$$
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).
- 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).