Sr Examen

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(9^x)-3^(x+1)=54 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

Buscar la solución numérica en el intervalo [, ]

Solución

Ha introducido [src]
 x    x + 1     
9  - 3      = 54
$$- 3^{x + 1} + 9^{x} = 54$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- 3^{x + 1} + 9^{x} = 54$$
o
$$\left(- 3^{x + 1} + 9^{x}\right) - 54 = 0$$
Sustituimos
$$v = 3^{x}$$
obtendremos
$$v^{2} - 3 v - 54 = 0$$
o
$$v^{2} - 3 v - 54 = 0$$
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
$$a = 1$$
$$b = -3$$
$$c = -54$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(-3)^2 - 4 * (1) * (-54) = 225

Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
v1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

v2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$v_{1} = 9$$
$$v_{2} = -6$$
hacemos cambio inverso
$$3^{x} = v$$
o
$$x = \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
Entonces la respuesta definitiva es
$$x_{1} = \frac{\log{\left(9 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = 2$$
$$x_{2} = \frac{\log{\left(-6 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = \frac{\log{\left(6 \right)} + i \pi}{\log{\left(3 \right)}}$$
Gráfica
Suma y producto de raíces [src]
suma
    log(6)    pi*I 
2 + ------ + ------
    log(3)   log(3)
$$2 + \left(\frac{\log{\left(6 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + \frac{i \pi}{\log{\left(3 \right)}}\right)$$
=
    log(6)    pi*I 
2 + ------ + ------
    log(3)   log(3)
$$\frac{\log{\left(6 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + 2 + \frac{i \pi}{\log{\left(3 \right)}}$$
producto
  /log(6)    pi*I \
2*|------ + ------|
  \log(3)   log(3)/
$$2 \left(\frac{\log{\left(6 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + \frac{i \pi}{\log{\left(3 \right)}}\right)$$
=
2*(pi*I + log(6))
-----------------
      log(3)     
$$\frac{2 \left(\log{\left(6 \right)} + i \pi\right)}{\log{\left(3 \right)}}$$
2*(pi*i + log(6))/log(3)
Respuesta rápida [src]
x1 = 2
$$x_{1} = 2$$
     log(6)    pi*I 
x2 = ------ + ------
     log(3)   log(3)
$$x_{2} = \frac{\log{\left(6 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + \frac{i \pi}{\log{\left(3 \right)}}$$
x2 = log(6)/log(3) + i*pi/log(3)
Respuesta numérica [src]
x1 = 2.0
x2 = 1.63092975357146 + 2.85960086738013*i
x2 = 1.63092975357146 + 2.85960086738013*i