Equazione con logaritmi con basi diverse

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Equazione con logaritmi con basi diverse #76468

avt
murch
Punto
Ciao! Ho un problema con un'equazione logaritmica con due basi diverse, è la n. 6 della scheda di esercizi sulle equazioni logaritmiche livello intermediate

log_(9)(x)+log_(27)(x) = (5)/(6)

Come dicevo qualche giorno fa in un altro post, sono un nuovo iscritto e colgo nuovamente l'occasione per fare i complimenti per come è strutturato e gestito youmath!


Considerando che c'è un termine noto al di là dell'uguale, immagino che alla fine si dovrà forse arrivare a risolvere l'equazione come un'esponenziale, no? Ad ogni modo, arrivo al cambio di base

log_9(x)+(log_9(x))/(log_9(27)) = (5)/(6)

ma poi ho il dubbio su come proseguire.. dovrei forse fare il m.c.d?

Potreste gentilmente farmi vedere passo per passo, nel dettaglio, come si risolve? Ho letto la relativa lezione e infatti le equazioni beginner e anche altre della stessa pagina intermediate riesco a risolvere, ma per questa ho dei dubbi su come procedere...

Grazie mille in anticipo per il supporto!
 
 

Equazione con logaritmi con basi diverse #76476

avt
Galois
Amministratore
Ciao murch emt

Abbiamo l'equazione logaritmica

log_(9)(x)+log_(27)(x) = (5)/(6)

Come prima cosa dobbiamo imporre che sia

x > 0

in accordo con la condizione di esistenza del logaritmo.

A questo punto, come suggerito nel testo dell'esercizio stesso, optiamo per un cambiamento della base del logaritmo.

log_(27)(x) = (log_(9)(x))/(log_(9)(27))

Ora, semplicemente ricordando com'è definito il logaritmo (--> leggimi) abbiamo che

log_(9)(27) = (3)/(2)

Ragion per cui

log_(27)(x) = (log_(9)(x))/(log_(9)(27)) = (log_(9)(x))/((3)/(2)) =

(siamo di fronte ad una frazione di frazione)

= (2)/(3)log_9(x) =

(per una proprietà dei logaritmi)

= log_9(x^((2)/(3)))

Sostituendo nell'equazione iniziale vien fuori

log_(9)(x)+log_9(x^((2)/(3))) = (5)/(6)

Applicando, ora, la proprietà dei logaritmi per cui la somma di due logaritmi aventi la stessa base è un nuovo logaritmo avente per base la stessa base e per argomento il prodotto degli argomenti si ha:

log_9(x·x^((2)/(3))) = (5)/(6)

Da cui, per le proprietà delle potenze

log_9(x^((5)/(3))) = (5)/(6)

Passiamo ora all'esponenziale:

x^((5)/(3)) = 9^((5)/(6))

A questo punto, semplicemente scrivendo il 9 come 3^2 si ha

x^((5)/(3)) = 3^(2·(5)/(6))

x^((5)/(3)) = 3^((5)/(3))

da cui, ovviamente

x = 3

che è accettabile in quanto maggiore di zero emt
Ringraziano: Omega, murch, pantarei2010

Equazione con logaritmi con basi diverse #76550

avt
murch
Punto
Innanzitutto grazie per la tempestiva risposta, davvero gentilissimo!

Avrei giusto un'ultima domanda a riguardo:

Galois ha scritto:


log_(27)(x) = (log_(9)(x))/(log_(9)(27))

Ora, semplicemente ricordando com'è definito il logaritmo (--> leggimi) abbiamo che

log_(9)(27) = (3)/(2)



Quel (3)/(2) quindi come l'hai trovato?

Cioè: ok che per definizione (a posteriori) 3/2 è quel numero (in questo caso esponente frazionario) al quale elevando la base (9), si ottiene l'argomento (27)... ma a priori ci sei semplicemente arrivato con:

√(9^(3))

Giusto, no?

Equazione con logaritmi con basi diverse #76553

avt
Galois
Amministratore
Come ben dici, per definizione, il

log_a(b), con a,b > 0, a ≠ 1

è quel numero c tale che, elevando la base (a) a tale numero (c), si ottiene l'argomento (b).

Scrivendo il tutto in formule abbiamo

log_a(b) = c ⇔ a^c = b

Nel nostro caso abbiamo

log_9(27) = ?

?, diciamolo c, per quanto appena detto è quel numero tale che

9^c = 27

questa è una immediata equazione esponenziale.

Scrivendo tutto in base 3 si ha

3^(2c) = 3^3

da cui

2c = 3

e quindi

c = (3)/(2)

emt
Ringraziano: Omega, murch
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Os