Exponentielles et logarithmes

Objectif 4

Utiliser les propriétés des logarithmes et des puissances pour simplifier une expression.$$5\log\left(\dfrac{x^{4}}{z}\right)+3\log\left(\dfrac{\sqrt{x^{5}}z^{5}}{y^{3}}\right)= \log(?)$$

Nouvel exemple

Tout d'abord, on peut transformer les racines en puissances en utilisant que \(\sqrt[p]{a} = a^{1/p}\) :$$5\log\left(\dfrac{x^{4}}{z}\right)+3\log\left(\dfrac{x^{\frac{5}{2}}z^{5}}{y^{3}}\right)$$Ensuite, on peut réécrire les arguments des logarithmes avec uniquement des multiplications de monômes en utilisant que \(\frac{1}{a^p}=a^{-p}\) :$$5\log\left(x^{4}z^{-1}\right)+3\log\left(x^{\frac{5}{2}}y^{-3}z^{5}\right)$$Dès lors, on peut intégrer les coefficients des logarithmes dans les arguments en utilisant que \(p\log(a)=\log(a^p)\) :$$\log\left(\left(x^{4}z^{-1}\right)^{5}\right)+\log\left(\left(x^{\frac{5}{2}}y^{-3}z^{5}\right)^{3}\right)$$En simplifiant les puissances via la relation \((a^p)^q=a^{pq}\), on obtient :$$\log\left(x^{20}z^{-5}\right)+\log\left(x^{\frac{15}{2}}y^{-9}z^{15}\right)$$On peut ensuite regrouper les deux logarithmes en utilisant la propriété \(\log(a)+\log(b)=\log\left(a\cdot b\right)\) :$$\log\left(x^{20}z^{-5}x^{\frac{15}{2}}y^{-9}z^{15}\right)$$En utilisant la propriété \(x^a\cdot x^b=x^{a+b}\), on obtient :$$\log\left(x^{\frac{55}{2}}y^{-9}z^{10}\right)$$Pour terminer, on peut réécrire l'argument du logarithme avec uniquement des puisances positives en utilisant \(a^{-p}=\frac{1}{a^p}\) :$$\log\left(\dfrac{x^{\frac{55}{2}}z^{10}}{y^{9}}\right)$$Finalement, on peut réécrire l'argument du logarithme avec uniquement des puisances et racines entières en utilisant \(\sqrt[p]{a} = a^{1/p}\) :$$\log\left(\dfrac{\sqrt{x^{55}}z^{10}}{y^{9}}\right)$$La réponse finale est donc :$$\log\left(\dfrac{\sqrt{x^{55}}z^{10}}{y^{9}}\right)$$

Nouvel exemple

Copyright © Olivier Simon 2011-2024