Tenemos la ecuación:
$$\left(3^{2 x} - 3^{x}\right) + 1 = 0$$
o
$$\left(3^{2 x} - 3^{x}\right) + 1 = 0$$
Sustituimos
$$v = 3^{x}$$
obtendremos
$$v^{2} - v + 1 = 0$$
o
$$v^{2} - v + 1 = 0$$
Es la ecuación de la forma
a*v^2 + b*v + c = 0
La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$v_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$v_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = 1$$
$$b = -1$$
$$c = 1$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(-1)^2 - 4 * (1) * (1) = -3
Como D < 0 la ecuación
no tiene raíces reales,
pero hay raíces complejas.
v1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
v2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$v_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$v_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
hacemos cambio inverso
$$3^{x} = v$$
o
$$x = \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
Entonces la respuesta definitiva es
$$x_{1} = \frac{\log{\left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = - \frac{i \pi}{3 \log{\left(3 \right)}}$$
$$x_{2} = \frac{\log{\left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2} \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = \frac{i \pi}{3 \log{\left(3 \right)}}$$