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Simplify: \( \left[\frac{3^{x+1}+12.3^{x-1}}{7.9^{x}}\right]^{\frac{1}{x}} \)

Ask by Bartlett Kelley. in South Africa
Feb 26,2025

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The simplified expression is \( \frac{1}{3} \).

Solución

We start with the expression   [ (3^(x+1) + 12·3^(x–1)) / (7·9^x) ]^(1/x). Note: The dot “·” represents multiplication. That is, 12·3^(x–1) means 12 times 3^(x–1) and 7·9^x means 7 times 9^x. Step 1. Rewrite Numerator Write 3^(x+1) as 3^(x–1)·3^2 (since 3^(x+1) = 3^(x–1)·3^2). Then the numerator becomes:   3^(x–1)·3^2 + 12·3^(x–1)   = 3^(x–1)·(9 + 12)   = 3^(x–1)·21. Step 2. Rewrite Denominator Express 9^x as (3^2)^x = 3^(2x). So the denominator becomes:   7·9^x = 7·3^(2x). Step 3. Combine and simplify the fraction Our expression inside the bracket now is:   [21·3^(x–1)] / [7·3^(2x)]. Divide the constant coefficients:   21 / 7 = 3. Now, handle the powers of 3 by subtracting exponents:   3^(x–1) / 3^(2x) = 3^[(x–1) – 2x] = 3^(–x – 1). So the simplified fraction is:   3 · 3^(–x – 1). Combine the powers (recall 3 = 3^1):   3^1 · 3^(–x – 1) = 3^(1 – x – 1) = 3^(–x). Thus, the expression inside the bracket becomes 3^(–x). Step 4. Apply the exponent 1/x Now take the 1/x-th power of the expression:   [3^(–x)]^(1/x) = 3^(–x/x) = 3^(–1). Step 5. Write the Final Answer 3^(–1) equals 1/3. Therefore, the simplified expression is 1/3.

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To simplify the expression \( \left[\frac{3^{x+1}+12 \cdot 3^{x-1}}{7 \cdot 9^{x}}\right]^{\frac{1}{x}} \), we will start by simplifying the numerator and the denominator separately. First, let's simplify the numerator: \[ 3^{x+1} + 12 \cdot 3^{x-1} \] We can factor out \(3^{x-1}\) from both terms: \[ = 3^{x-1}(3^2 + 12) \] \[ = 3^{x-1}(9 + 12) = 3^{x-1}(21) = 21 \cdot 3^{x-1} \] Now, let’s simplify the denominator: \[ 7 \cdot 9^{x} = 7 \cdot (3^2)^x = 7 \cdot 3^{2x} \] Now substitute back into the expression: \[ \frac{3^{x+1} + 12 \cdot 3^{x-1}}{7 \cdot 9^{x}} = \frac{21 \cdot 3^{x-1}}{7 \cdot 3^{2x}} = \frac{21}{7} \cdot \frac{3^{x-1}}{3^{2x}} = 3 \cdot 3^{x-1 - 2x} = 3 \cdot 3^{-x - 1} = \frac{3}{3^{x+1}} = \frac{1}{3^x} \] Now we have: \[ \left[\frac{1}{3^x}\right]^{\frac{1}{x}} = (3^{-x})^{\frac{1}{x}} = 3^{-1} = \frac{1}{3} \] Thus, the simplified expression is: \[ \boxed{\frac{1}{3}} \]

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Álgebra Mexico Feb 26, 2025
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