Subjects algebra

Exponentials Powers 6993A5

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1. Planteamos el problema: Tenemos que $3^x + 3^{-x} = \pi$ y $3^{2x} + 3^{-2x} = \pi^2$. Queremos encontrar el valor de $9^x + 9^{-x}$. 2. Observamos que $9^x = (3^2)^x = 3^{2x}$ y $9^{-x} = 3^{-2x}$. Por lo tanto, $9^x + 9^{-x} = 3^{2x} + 3^{-2x}$. 3. Ya nos dieron que $3^{2x} + 3^{-2x} = \pi^2$. Por lo tanto, la respuesta es simplemente $\pi^2$. 4. Para entender mejor, definamos $a = 3^x$. Entonces, $3^{-x} = \frac{1}{a}$. 5. La primera ecuación es $a + \frac{1}{a} = \pi$. 6. La segunda ecuación es $a^2 + \frac{1}{a^2} = \pi^2$. 7. Recordemos la identidad: $$a^2 + \frac{1}{a^2} = \left(a + \frac{1}{a}\right)^2 - 2$$ 8. Si aplicamos esta identidad a la primera ecuación, tenemos: $$a^2 + \frac{1}{a^2} = \pi^2 - 2$$ 9. Pero nos dicen que $a^2 + \frac{1}{a^2} = \pi^2$, lo que implica que: $$\pi^2 - 2 = \pi^2$$ 10. Esto no es posible a menos que $2=0$, lo que es falso. Por lo tanto, la segunda ecuación dada es inconsistente con la primera. 11. Sin embargo, la pregunta final es cuánto vale $9^x + 9^{-x}$, que es $a^2 + \frac{1}{a^2}$, y según la segunda ecuación es $\pi^2$. 12. Por lo tanto, la respuesta es: $$9^x + 9^{-x} = \pi^2$$