11. Potencias en la base y en el argumento

Objetivos

  • Simplificar logaritmos cuando base y argumento aparecen como potencias.
  • Comparar exponentes al expresar todo con una misma base.

Idea clave

Si base y argumento se pueden escribir con una misma base, el logaritmo se transforma en una comparación de exponentes.

Caso fundamental

\[ \log_{a^m}(a^n)=\frac{n}{m} \]

con \(a>0\), \(a\neq 1\) y \(m\neq 0\).

Forma con argumento distinto

También se puede usar:

\[ \log_{a^m}(b^n)=\frac{n}{m}\log_a(b). \]

Ejemplo 1: misma base

\[ \log_{3^2}(3^8)=\frac{8}{2}=4. \]

Ejemplo 2: otro caso directo

\[ \log_{10^4}(10^2)=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}. \]

Ejemplo 3: base y argumento reducibles

\[ \log_4(8)=\log_{2^2}(2^3)=\frac{3}{2}. \]

Ejemplo 4: fórmula general

\[ \log_{3^2}(7^4)=\frac{4}{2}\log_3(7)=2\log_3(7). \]

Ejercicio 1

Calcula:

  1. \(\log_{3^2}(3^8)\)
  2. \(\log_{10^4}(10^2)\)
  3. \(\log_{7^3}(7^6)\)

Ejercicio 2

Simplifica:

  1. \(\log_{a^b}(a^c)\)
  2. \(\log_{m^2}(m^5)\)
  3. \(\log_{x^7}(x^3)\)

Ejercicio 3

Aplica la fórmula general:

  1. \(\log_{2^2}(5^3)\)
  2. \(\log_{a^4}(c^2)\)

Error frecuente

No se deben cancelar bases si no se han reescrito correctamente como potencias comparables.