Matemática, perguntado por korvo, 1 ano atrás

Resolva a equação logarítmica

\left( \dfrac{2-log_4x}{1+log_4x}\right)^2=2+log_2\left( \dfrac{1}{x}\right)

Soluções para a tarefa

Respondido por MATHSPHIS
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Observe que:

log_2\left(\frac{1}{x}\right)=log_2x^{-1}=-log_2x=-\frac{log_4x}{log_42}=-\frac{log_4x}{\frac{1}{2}}=-2log_4x

Substituindo na equação original:

\left(\frac{2-log_4x}{1+log_4x}\right)^2=2-2log_4x\\
\\
Substituindo: \ \ y=log_4x\\
\\
\left(\frac{2-y}{1+y}\right)^2=2-2y\\
\\
\frac{4-4y+y^2}{1+2y+y^2}=2-2y\\
\\
(2-2y)(1+2y+y^2)=4-4y+y^2\\
\\
-2 y^3-2 y^2+2 y+2=4-4y+y^2\\
\\
-2 y^3-2 y^2+2 y+2-4+4y-y^2=0\\
\\
-2y^3-3y^2+6y-2=0

Pesquisando as raízes desta equação (por qualquer método), temos:

S=\{\frac{1}{2}; -1-\sqrt3; \sqrt3-1 \}

Substituindo:

log_4x=\frac{1}{2}\\
\\
\boxed{x_1=4^{\frac{1}{2}}=2}\\
\\
log_4x=-1-\sqrt3\\
\\
\boxed{x_2=4^{-1-\sqrt3}}\\
\\
log_4x=\sqrt3-1\\
\\
\boxed{x_3=4^{\sqrt3-1}}


korvo: a solução dessa equação é apenas 2 =/
Respondido por Usuário anônimo
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Explicação passo-a-passo:

\sf \left(\dfrac{2-log_{4}~x}{1+log_{4}~x}\right)^2=2+log_{2}~\dfrac{1}{x}

\sf \left(\dfrac{2-\frac{log_{2}~x}{log_{2}~4}}{1+\frac{log_{2}~x}{log_{2}~4}}\right)^2=2+log_{2}~x^{-1}

\sf \left(\dfrac{2-\frac{log_{2}~x}{2}}{1+\frac{log_{2}~x}{2}}\right)^2=2+(-1)\cdot log_{2}~x

\sf \left(\dfrac{\frac{4-log_{2}~x}{2}}{\frac{2+log_{2}~x}{2}}\right)^2=2-log_{2}~x

\sf \left(\dfrac{4-log_{2}~x}{2+log_{2}~x}\right^2=2-log_{2}~x

Seja \sf k=log_{2}~x

\sf \left(\dfrac{4-k}{2+k}\right)^2=2-k

\sf \dfrac{16-8k+k^2}{4+4k+k^2}=2-k

\sf k^2-8k+16=(4+4k+k^2)\cdot(2-k)

\sf k^2-8k+16=8+8k+2k^2-4k-4k^2-k^3

\sf k^2-8k+16=-k^3-2k^2+4k+8

\sf k^3+k^2+2k^2-8k-4k+16-8=0

\sf k^3+3k^2-12k+8=0

\sf k^3-k^2+4k^2-4k-8k+8=0

\sf k^2\cdot(k-1)+4k\cdot(k-1)-8\cdot(k-1)=0

\sf (k-1)\cdot(k^2+4k-8)=0

\sf k-1=0~\Rightarrow~\red{k=1}

\sf k^2+4k-8=0

\sf \Delta=4^2-4\cdot1\cdot(-8)

\sf \Delta=16+32

\sf \Delta=48

\sf k=\dfrac{-4\pm\sqrt{48}}{2\cdot1}=\dfrac{-4\pm4\sqrt{3}}{2}

\sf k'=\dfrac{-4+4\sqrt{3}}{2}~\Rightarrow~\red{k'=-2\cdot(1-\sqrt{3})}

\sf k"=\dfrac{-4-4\sqrt{3}}{2}~\Rightarrow~\red{k"=-2\cdot(1+\sqrt{3})}

• Para \sf k=1:

\sf log_{2}~x=1

\sf x=2^1

\sf \green{x=2}

• Para \sf k=-2\cdot(1-\sqrt{3}):

\sf log_{2}~x=-2\cdot(1-\sqrt{3})

\sf \green{x=2^{-2\cdot(1-\sqrt{3})}}

• Para \sf k=-2\cdot(1+\sqrt{3}):

\sf log_{2}~x=-2\cdot(1+\sqrt{3})

\sf \green{x=2^{-2\cdot(1+\sqrt{3})}}

Logo, \sf S=\{2^{-2\cdot(1-\sqrt{3})},2^{-2\cdot(1+\sqrt{3})},2\}

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