$ \log ⁡x-1 \geq 0 $

Project ID: 
3000020029
Question: 

Después del examen, un grupo de estudiantes comprobó sus soluciones y Adam escribió su solución en la pizarra. Su tarea consistía en resolver una inecuación logarítmica: $$ \log ⁡x-1 \geq 0 $$ La resolución de Adam:

(1) Adam se dio cuenta de que los logaritmos sólo podían tomarse para números positivos. Por lo tanto, añadió una condición a la inecuación dada: $$ \log ⁡x-1 \geq 0;x>0 $$

(2) Convirtió el número $0$ del lado derecho de la inecuación en $\log 1$: $$ \log ⁡x-1 \geq \log ⁡1 $$

(3) Quitó los logaritmos de ambos lados de la inecuación: $$ x-1 \geq 1 $$

(4) Solucionó la inecuación resultante y escribió el resultado utilizando un intervalo: $$ \begin{gather} x \geq 2 \cr x \in [ 2;\infty) \end{gather} $$

(5) Al final, Adam hizo una comprobación eligiendo un número arbitrario del intervalo anterior. Lo comprueba para $x=100$: $$ \begin{gather} I=\log ⁡100-1=2-1=1 \cr D=0 \cr I>D \end{gather} $$ ¿Es correcta la solución de Adam? Justifica tu respuesta.

Answer 1: 

No, el error está en el paso (3). Con esta forma, no es posible eliminar los logaritmos de nuestra inecuación porque el número $-1$ no forma parte del logaritmo del lado izquierdo.

Answer 2: 

No, el error está en el paso (2). No podemos escribir $0=\log 1$. Es un logaritmo con base $10$ y por tanto debería ser $0=\log 10$.

Answer 3: 

No, el error está en el paso (3). Al eliminar los logaritmos, el signo de la inecuación debería haber cambiado.

Answer 4: 

Sí, la solución de Adam es correcta.

Correct Answer: 
Answer 1
Hint: 

Adam determinó correctamente la condición para resolver pero cometió un error al eliminar los logaritmos de la inecuación. El procedimiento correcto de resolución de la inecuación debería haber sido:

Establecer las condiciones (sólo se pueden tomar logaritmos para números positivos): $$ \log {⁡x}-1 \geq 0;~x>0 $$ Sumar uno a ambos lados de la inecuación: $$ \log x≥1 $$ Reescribir el lado derecho usando el logaritmo: $$ \log {x} \geq \log ⁡10 $$ Eliminar los logaritmos de la inecuación: $$ x \geq 10 $$ El conjunto de soluciones es el intervalo $[ 10; \infty )$.

Nota: El conjunto de soluciones de nuestra inecuación es un intervalo y la comprobación (paso (5)) no puede realizarse sustituyendo sólo un número seleccionado de este intervalo. En este caso, la comprobación no es necesaria, y no tenemos que hacerla en absoluto.