3. (Dificultad: 5/10) Resolver la siguiente ecuación exponencial para x:

$$ 2 \left( 3^{2x-4} \right) - 7 \left( 3^{x-2} \right) + 6 =0 $$ 

Solución

La solución es la siguiente:

  Proposición Razón
1. $$ 2 \left( 3^{2x-4} \right) - 7 \left( 3^{x-2} \right) + 6 =0 $$  
2. $$ 2 \left( 3^{2(x-2)} \right) - 7 \left( 3^{x-2} \right) + 6 =0 $$ Factor común 2.
3. $$ 2 \left( 3^{x-2} \right)^2 - 7 \left( 3^{x-2} \right) + 6 =0 $$ Aplico propiedades de exponentes. 
4. Si \( a=3^{x-2} \):  
5. $$ 2a^2-7a+6=0 $$

Sustitución de 4 en 3. Forma cuadrática:

$$ Ax^2+Bx+C=0 $$

6. $$ a_{1,2}=\frac{-(-7) \pm \sqrt{(-7)^2-4(2)(6)}}{2(2)} $$ De 5. Solución de ecuación cuadrática. 
7. $$ a_{1,2}=\frac{7 \pm \sqrt{49-48}}{4} $$ De 6.
8. $$ a_{1,2}=\frac{7 \pm 1}{4} $$ De 7.
9. $$ a_1=\frac{7 + 1}{4} = 2 $$ De 8. Solución 1.
10. $$ a_2=\frac{7 - 1}{4} = \frac{3}{2} $$ De 8. Solución 2.
11a. $$ a_1=3^{x-2}=2 $$ Por transitividad entre 4 y 9. 
12a. $$ \ln{ \left( 3^{x-2} \right) } = \ln{(2)} $$ De 11a. Calculo logaritmo natural a ambos lados.
13a. $$ (x-2) \ln{(3)} = \ln{(2)} $$ De 12a. Por ley de logaritmos.
14a. $$ x - 2 = \frac{\ln{(2)}}{\ln{(3)}} $$ De 13a. Propiedad de los reales.
15a.

$$ x =2 + \frac{\ln{(2)}}{\ln{(3)}} $$

\(x=\) 2.631

De 14a. Propiedad de los reales. Solución 1.
16b. $$ a_2=3^{x-2}=\frac{3}{2} $$ Por transitividad entre 4 y 10.
17b. $$ \ln{ \left( 3^{x-2} \right) } = \ln{\frac{3}{2}} $$ De 16b. Calculo logaritmo natural a ambos lados.
18b. $$ (x-2) \ln{(3)} = \ln{(3)} - \ln{(2)} $$ De 17b. Por leyes de logaritmos.
19b. $$ x - 2 = \frac{\ln{(3)} - \ln{(2)}}{\ln{(3)}} $$ De 18b. Propiedad de los reales.
20b. $$ x = 2 + 1 - \frac{\ln{(2)}}{\ln{(3)}} $$ De 19b. Propiedad de los reales.
21b.

$$ x = 3 - \frac{\ln{(2)}}{\ln{(3)}} $$

\(x=\) 2.369

De 20b. Propiedad de los reales. Solución 2.

 

Figura 1. Curva de la función \( 2 \left( 3^{2x-4} \right) - 7 \left( 3^{x-2} \right) + 6 =0 \)

 

Figura 2. Curva de la función \( 2 \left( 3^{2x-4} \right) - 7 \left( 3^{x-2} \right) + 6 =0 \)

Acercamiento a las soluciones: la coordenada \(x\) de los interceptos de la curva con la recta \(y=0\)

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