Question

Difficulty: Very hardLogaritma Fonksiyonunun Özellikleri ve Taban Değiştirme
1'den farklı xx ve yy pozitif tam sayıları için,
log2x+logx8=log3y+logy27\log_2 x + \log_x 8 = \log_3 y + \log_y 27
xy=218x^y = 2^{18}
eşitlikleri sağlanmaktadır.

Buna göre, log6(xy)\log_6(x \cdot y) ifadesinin değeri kaçtır?

Answer: 2

Answer

İfadenin değeri 2'dir.
Denklemin çarpanlara ayrılmasıyla elde edilen u=vu=v durumundan x=4x=4 ve y=9y=9 tam sayı değerleri bulunur. Bu değerlerin çarpımı 36 olup, 6 tabanındaki logaritması log6(36)=2\log_6(36) = 2 sonucunu verir.

Step-by-Step Solution

1
Değişken tanımlaması ve taban değiştirme kuralının uygulanması
u=log2xu = \log_2 x ve v=log3yv = \log_3 y alınarak logx8=3u\log_x 8 = \frac{3}{u} ve logy27=3v\log_y 27 = \frac{3}{v} yazılır.
Logaritmik ifadeleri ortak değişkenler cinsinden ifade ederek sadeleştirmek.
2
İlk denklemin düzenlenmesi ve çarpanlara ayrılması
uv+3(vu)uv=0    (uv)(13uv)=0u - v + \frac{3(v-u)}{uv} = 0 \implies (u - v)\left(1 - \frac{3}{uv}\right) = 0 elde edilir.
Denklemin çözümlerini iki ayrı duruma indirgemek.
3
Eşitlik durumunun (u=vu = v) çözülmesi
k3k=18    k=2k \cdot 3^k = 18 \implies k = 2 bulunur. Buradan x=22=4x = 2^2 = 4 ve y=32=9y = 3^2 = 9 elde edilir.
Pozitif tam sayı kısıtlamasına uygun ilk çözüm kümesini bulmak.
4
Diğer durumun (uv=3uv = 3) tam sayı çözümlerinin kontrol edilmesi
y=6log3yy = 6\log_3 y denkleminin 1'den farklı pozitif tam sayı çözümü olmadığı gösterilir.
Olası tüm durumları inceleyerek çözümün tekliğini garantilemek.
5
İstenen değerin hesaplanması
log6(49)=log6(36)=2\log_6(4 \cdot 9) = \log_6(36) = 2 elde edilir.
Bulunan xx ve yy değerlerini hedef ifadede yerine yazmak.

Key Concept

Logaritma fonksiyonlarında taban değiştirme, kuvveti başa alma kuralları ve logaritmik denklem sistemlerinin analitik çözümü.
Rate this question