Ii MATU • Algebra

MATU_LOG_050

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Enunciado

Determine el conjunto solución $(x, y)$ para el siguiente sistema de ecuaciones logarítmicas con base variable:

$$ \begin{cases} \log_{x-y}(x+y) = 2 \\ x - 2y = 1 \end{cases} $$

Solución Paso a Paso

1. Definición de restricciones:
Para que los logaritmos y la base sean válidos, debemos cumplir:

  • Argumento positivo: $x + y > 0$.

  • Base positiva y distinta de uno: $x - y > 0$ y $x - y \neq 1$.



2. Transformación de la primera ecuación:
Aplicando la definición de logaritmo $\log_b a = c \iff b^c = a$:
$$(x - y)^2 = x + y \quad \text{--- (Ecuación 1)}$$

3. Sustitución desde la segunda ecuación:
De la segunda ecuación tenemos:
$$x = 2y + 1 \quad \text{--- (Ecuación 2)}$$
Sustituimos (Ecuación 2) en (Ecuación 1):
$$( (2y + 1) - y )^2 = (2y + 1) + y$$
$$(y + 1)^2 = 3y + 1$$
$$y^2 + 2y + 1 = 3y + 1$$
$$y^2 - y = 0$$
$$y(y - 1) = 0$$

4. Cálculo de los valores de $x$:

  • Si $y_1 = 0 \implies x_1 = 2(0) + 1 = 1$.

  • Si $y_2 = 1 \implies x_2 = 2(1) + 1 = 3$.



5. Verificación de restricciones:

  • Para $(1, 0)$: Base $x - y = 1 - 0 = 1$. No es válida (la base debe ser $\neq 1$).

  • Para $(3, 1)$:


    • Argumento: $x + y = 3 + 1 = 4 > 0$ (Correcto).

    • Base: $x - y = 3 - 1 = 2$ (Correcto: $>0$ y $\neq 1$).




Resultado final:
El sistema tiene una única solución:
$$(x, y) = (3, 1)$$

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