Pregunta
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\begin{tabular}{l} 03. Si: \( x-x^{-1}=2 \) \\ Halle: \( M=\sqrt{x^{4}+x^{-4}+15} \) \\ \begin{tabular}{lll} A) 7 & B) 9 & C) 16 \\ D) 25 & E) 49 & \\ \hline\end{tabular} \\ \hline\end{tabular}

Ask by Hilton Matthews. in Peru
Feb 04,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

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La respuesta es 7, opción A.

Solución

Para resolver el problema: **Dado:** \[ x - x^{-1} = 2 \] **Se requiere hallar:** \[ M = \sqrt{x^{4} + x^{-4} + 15} \] **Solución paso a paso:** 1. **Calcular \( x^{2} + x^{-2} \):** Partimos de la ecuación dada: \[ x - x^{-1} = 2 \] Elevamos al cuadrado ambos lados: \[ (x - x^{-1})^{2} = 4 \\ x^{2} - 2 \cdot (x \cdot x^{-1}) + x^{-2} = 4 \\ x^{2} - 2 + x^{-2} = 4 \\ x^{2} + x^{-2} = 6 \] 2. **Calcular \( x^{4} + x^{-4} \):** Sabemos que: \[ (x^{2} + x^{-2})^{2} = x^{4} + 2 + x^{-4} \] Entonces: \[ x^{4} + x^{-4} = (x^{2} + x^{-2})^{2} - 2 = 6^{2} - 2 = 36 - 2 = 34 \] 3. **Calcular \( M \):** \[ M = \sqrt{x^{4} + x^{-4} + 15} = \sqrt{34 + 15} = \sqrt{49} = 7 \] **Respuesta correcta:** **A) 7**

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Bonus Knowledge

First, we start with the equation \( x - x^{-1} = 2 \). To solve for \( x \), let's set \( y = x - x^{-1} \). This gives us the quadratic equation: \[ x^2 - 2x - 1 = 0. \] Using the quadratic formula, we get: \[ x = \frac{2 \pm \sqrt{(2)^2 + 4}}{2} = 1 \pm \sqrt{2}. \] Next, we need to compute \( M = \sqrt{x^4 + x^{-4} + 15} \). We can find \( x^4 + x^{-4} \) by first getting \( x^2 + x^{-2} \): \[ x^2 + x^{-2} = (x - x^{-1})^2 + 2 = 2^2 + 2 = 4 + 2 = 6. \] Now, we can find \( x^4 + x^{-4} \): \[ x^4 + x^{-4} = (x^2 + x^{-2})^2 - 2 = 6^2 - 2 = 36 - 2 = 34. \] Finally, substituting this back into the formula for \( M \): \[ M = \sqrt{34 + 15} = \sqrt{49} = 7. \] The answer is **A) 7**.

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