Ii MATU • Algebra

MATU_LOG_036

Guía de Estudios

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Enunciado

Calcular el valor de $E$, dado que $x = \sqrt[10]{3}$:
$$E = \log_x \left( 3^{\log_{\sqrt{3}} x} + 4^{\log_2 x} + 6^{\log_{\sqrt{6}} x} \right)$$

$$ \begin{array}{lllll} \text{(a) } 11 & \text{(b) } 3 & \text{(c) } 10 & \text{(d) } 9 & \text{(e) } 12 \end{array} $$

Solución Paso a Paso

1. Datos del problema:

  • Valor de la variable: $x = 3^{1/10} \implies x^{10} = 3$.

  • Expresión exponencial-logarítmica $E$.



2. Fórmulas y propiedades:

  • Identidad fundamental: $b^{\log_b N} = N$

  • Propiedad de la base: $\log_{b^n} A = \frac{1}{n} \log_b A$

  • Propiedad del exponente: $n \log_b A = \log_b A^n$



3. Desarrollo paso a paso:


  • Paso 1: Simplificar los términos internos del paréntesis.


Utilizaremos la identidad $b^{\log_b N} = N$ transformando las bases de los logaritmos para que coincidan con sus bases exponenciales:

1. Para $3^{\log_{\sqrt{3}} x}$:
$\log_{\sqrt{3}} x = \log_{3^{1/2}} x = 2 \log_3 x = \log_3 x^2$
Sustituyendo: $3^{\log_3 x^2} = x^2$

2. Para $4^{\log_2 x}$:
$4^{\log_2 x} = (2^2)^{\log_2 x} = 2^{2 \log_2 x} = 2^{\log_2 x^2}$
Sustituyendo: $2^{\log_2 x^2} = x^2$

3. Para $6^{\log_{\sqrt{6}} x}$:
$\log_{\sqrt{6}} x = \log_{6^{1/2}} x = 2 \log_6 x = \log_6 x^2$
Sustituyendo: $6^{\log_6 x^2} = x^2$


  • Paso 2: Sustituir en la expresión original.


$$E = \log_x (x^2 + x^2 + x^2)$$
$$E = \log_x (3x^2)$$


  • Paso 3: Aplicar propiedades de logaritmos.


Por logaritmo de un producto:
$$E = \log_x 3 + \log_x x^2$$
$$E = \log_x 3 + 2 \log_x x$$
$$E = \log_x 3 + 2$$


  • Paso 4: Usar el valor dado de $x$.


Sabemos que $x = 3^{1/10}$, por lo tanto $x^{10} = 3$. Esto significa que:
$$\log_x 3 = 10$$
Finalmente:
$$E = 10 + 2 = 12$$

4. Resultado final:
$$ \boxed{E = 12} $$
El valor de la expresión es $12$. La opción correcta es la (e).

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