Soru

Zorluk: Çok zorÜslü İfadeler
3x5y=135 3^x \cdot 5^y = 135
5x3y=375 5^x \cdot 3^y = 375

eşitlikleri veriliyor. Buna göre, x2y2 x^2 - y^2 ifadesinin değeri kaçtır?
  1. A
    4
  2. B
    6
  3. 8Cevap
  4. D
    10
  5. E
    16

Cevap

İfadenin değeri 8'dir.
Soruda verilen iki üslü denklem, değişkenleri (xx ve yy) doğrudan bulmak yerine, sistem olarak düşünülmelidir. Denklemler taraf tarafa çarpıldığında tabanlar birleştirilerek 15x+y=15415^{x+y}=15^4 elde edilir, bu da x+y=4x+y=4 sonucunu verir. Denklemler taraf tarafa bölündüğünde ise (3/5)xy=(3/5)2(3/5)^{x-y}=(3/5)^2 elde edilir, bu da xy=2x-y=2 sonucunu verir. İstenen x2y2x^2-y^2 ifadesi, iki kare farkı özdeşliği gereği (xy)(x+y)(x-y)(x+y) çarpımına eşittir. Dolayısıyla sonuç 24=82 \cdot 4 = 8 olur.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen iki eşitliği taraf tarafa çarpın.
(3x5y)(5x3y)=135375 (3^x \cdot 5^y) \cdot (5^x \cdot 3^y) = 135 \cdot 375
(3x3y)(5x5y)=(275)(3125) (3^x \cdot 3^y) \cdot (5^x \cdot 5^y) = (27 \cdot 5) \cdot (3 \cdot 125)
3x+y5x+y=33315153 3^{x+y} \cdot 5^{x+y} = 3^3 \cdot 3^1 \cdot 5^1 \cdot 5^3
15x+y=3454=154 15^{x+y} = 3^4 \cdot 5^4 = 15^4
Buradan x+y=4 x+y = 4 bulunur.
Tabanları farklı üslü ifadelerde üsler toplamını bulmak için denklemlerin çarpılması, ortak üs parantezine almayı sağlar.
2
Verilen iki eşitliği taraf tarafa bölün (birinciyi ikinciye).
3x5y5x3y=135375 \frac{3^x \cdot 5^y}{5^x \cdot 3^y} = \frac{135}{375}
3x3y5y5x=2775=925 \frac{3^x}{3^y} \cdot \frac{5^y}{5^x} = \frac{27}{75} = \frac{9}{25}
3xy5(xy)=(35)2 3^{x-y} \cdot 5^{-(x-y)} = \left(\frac{3}{5}\right)^2
(35)xy=(35)2 \left(\frac{3}{5}\right)^{x-y} = \left(\frac{3}{5}\right)^2
Buradan xy=2 x-y = 2 bulunur.
Üsler farkını bulmak için denklemlerin bölünmesi, aynı tabanların oranlanmasını sağlar.
3
İstenen ifadeyi iki kare farkı özdeşliği ile hesaplayın.
x2y2=(xy)(x+y) x^2 - y^2 = (x-y) \cdot (x+y)
x2y2=24=8 x^2 - y^2 = 2 \cdot 4 = 8
xx ve yy değerlerini ayrı ayrı bulmak yerine özdeşlik kullanmak daha kısa ve güvenilir bir yoldur.

Anahtar Kavram

Üslü Denklemlerde Sistem Çözümü ve İki Kare Farkı

İpuçları

1
xx ve yy değerlerini tek tek bulmaya çalışmak yerine, eşitlikleri taraf tarafa çarpmayı deneyin.
2
Eşitlikleri taraf tarafa çarptığınızda x+yx+y, böldüğünüzde ise xyx-y ile ilgili bir bağıntı bulacaksınız.

Daha Fazla Pratik

Benzer mantıkla kurgulanmış köklü sayı sistemleri soruları çözülebilir.

Alternatif Yöntem

x=3x=3 ve y=1y=1 değerlerini deneme-yanılma yoluyla veya 135=3351135 = 3^3 \cdot 5^1 asal çarpanlarına ayırma yöntemiyle doğrudan bularak da sonuca gidilebilir: 3212=91=83^2 - 1^2 = 9 - 1 = 8.
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla