lo g y x + lo g x y lo g y x − lo g x y = 5 4
Find one of the relationship between x and y .
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There's a slightly simpler approach, see the title!
Here's the starting point.
Let lo g y x = z , the equation can be transformed into z + 1 / z z − 1 / z = 5 4 or z 2 + 1 z 2 − 1 = 9 + 1 9 − 1 .
Can you finish it from here?
Hint: Componendo and Dividendo .
lo g y x + lo g x y lo g y x − lo g x y = 5 4 a p p l y c o m p o n e n d o d i v i d e n d o lo g y x − lo g x y − lo g y x + lo g x y lo g y x − lo g x y + lo g y x + lo g x y = 4 − 5 4 + 5 − 2 lo g x y 2 lo g y x = − 1 9 lo g x y lo g y x = 9 lo g y x = 9 lo g x y u s e b a s e c h a n g e f o r m u l a a n d c h a n g e b a s e o f a l l l o g s t o 1 0 lo g 1 0 y lo g 1 0 x = 9 lo g 1 0 x lo g 1 0 y u p o n c r o s s − m u l t i p l y i n g ( lo g 1 0 x ) 2 = 9 ( lo g 1 0 y ) 2 t a k e p o s i t i v e s q u a r e r o o t o n b o t h s i d e s lo g 1 0 x = 3 lo g 1 0 y t a k e p o w e r i n s i d e l o g lo g 1 0 x = lo g 1 0 y 3 1 = lo g 1 0 x lo g 1 0 y 3 a g a i n u s e b a s e c h a n g e f o r m u l a 1 = lo g x y 3 x = y 3
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lo g y x + lo g x y lo g y x − lo g x y = 5 4 lo g x y 1 + lo g x y lo g x y 1 − lo g x y = 5 4
Substitute lo g x y with t
t 1 + t t 1 − t = 5 4
− 2 t t 2 = 5 4 t = 3 1
Now, lo g x y = 3 1
⟹ x 3 1 = y or x = y 3