Cesgranrio Petrobras 2017 Matemática · Funções e equações logarítmicas
Questão 12
Qual o maior valor de \(k\) na equação \(\log(kx)=2\log(x+3)\) para que ela tenha exatamente uma raiz?
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Equação logarítmica — igualar os argumentos, chegar a uma quadrática em x, e pedir raiz única com discriminante zero.
Objetivo
Conceitos para revisar
Igualar argumentos
2 log(x + 3) é log de (x + 3)². Logs iguais, argumentos iguais, com os argumentos positivos.
Raiz única
Discriminante zero.
Conferir k = 12
A equação vira x² − 6x + 9 = 0, raiz dupla 3. E 12 vezes 3 é positivo, x + 3 também.
Preparar o terreno antes de calcular.
Dados
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Equação | log(kx) = 2 log(x + 3) |
| Condição | exatamente uma raiz |
| Pergunta | maior k |
Conversões
2 log(x + 3) em log(x + 3)².
Estratégia
- Iguale kx a (x + 3)² e arrume a quadrática.
- Zere o discriminante.
- Descarte o k que anula o argumento e fique com o maior.
Agora sim, calcular.
Passos lógicos
A resolução tem 3 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.
Quadrática
Argumentos iguais.
Discriminante zero
Raiz dupla.
Escolher
k = 0 dá log 0. O maior válido é 12, com raiz 3.
Resposta
Acelerar, conferir e escapar da armadilha.
Como resolver rápido
O discriminante é a conta. O atalho é fatorar a diferença de quadrados: (6 − k − 6)(6 − k + 6) = 0.
1Diferença de quadrados: −k(12 − k) = 0
\(k = 0\) ou \(12\). O maior é 12. Atalho mental.
Avaliar a coerência
1Confira com k = 12: (x − 3)² = 0, raiz 3, argumentos positivos
Conta rápida. Confirma (E).
2Com k = 9 ou 6 o discriminante é negativo, sem raiz; com 3, também
\((6 - k)^{2} < 36\) para \(k\) entre 0 e 12. Elimina (B), (C) e (D). E \(k = 0\) anula o argumento: elimina (A).