Question

Define las operaciones binarias $\diamondsuit$ y $\heartsuit$ por

$a \diamondsuit b = a^{\log_7(b)}$ y $a \heartsuit b = a^{\frac{1}{\log_7(b)}}$

para todos los números reales $a$ y $b$ para los que estas expresiones están definidas. La sucesión $(a_n)$ se define recursivamente por $a_3 = 3 \heartsuit 2$ y $a_n = (n \heartsuit (n - 1)) \diamondsuit a_{n-1}$ para todos los enteros $n \ge 4.$ Al entero más cercano, ¿cuánto vale $\log_7(a_{2019})$ ?

Define binary operations $\diamondsuit$ and $\heartsuit$ by

$a \diamondsuit b = a^{\log_7(b)}$ and $a \heartsuit b = a^{\frac{1}{\log_7(b)}}$

for all real numbers $a$ and $b$ for which these expressions are defined. The sequence $(a_n)$ is defined recursively by $a_3 = 3 \heartsuit 2$ and $a_n = (n \heartsuit (n - 1)) \diamondsuit a_{n-1}$ for all integers $n \ge 4.$ To the nearest integer, what is $\log_7(a_{2019})?$

$8$

$9$

$10$

$11$

$12$

Respuesta: D

Conceptos:operación personalizada logaritmo telescópica

Nivel de dificultad: 2240

Pista pequeña:

Aplica $\log_7:$ entonces $\log_7(a \diamondsuit b) = \log_7 a \cdot \log_7 b$

Apply $\log_7:$ then $\log_7(a \diamondsuit b) = \log_7 a \cdot \log_7 b$

Pista grande:

Escribiendo $L(x) = \log_7 x,$ la recurrencia se convierte en $L(a_n) = L(a_{n-1}) \cdot \dfrac{L(n)}{L(n-1)}$

Writing $L(x) = \log_7 x,$ the recurrence becomes $L(a_n) = L(a_{n-1}) \cdot \dfrac{L(n)}{L(n-1)}$

Solución:

Sea $L(x) = \log_7 x.$ Entonces $L(a \diamondsuit b) = L(a)L(b)$ y $L(a \heartsuit b) = \dfrac{L(a)}{L(b)}.$

Así $L(a_3) = \dfrac{L(3)}{L(2)},$ y $L(a_n) = \dfrac{L(n)}{L(n-1)} \cdot L(a_{n-1}).$ El producto se telescopa: $\begin{aligned} L(a_N) &= \dfrac{L(3)}{L(2)} \cdot \dfrac{L(N)}{L(3)} \\ &= \dfrac{L(N)}{L(2)}. \end{aligned}$

Por lo tanto $L(a_{2019}) = \dfrac{\log_7 2019}{\log_7 2}$ $= \log_2 2019 \approx 10.98,$ que se redondea a $11.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

Let $L(x) = \log_7 x.$ Then $L(a \diamondsuit b) = L(a)L(b)$ and $L(a \heartsuit b) = \dfrac{L(a)}{L(b)}.$

So $L(a_3) = \dfrac{L(3)}{L(2)},$ and $L(a_n) = \dfrac{L(n)}{L(n-1)} \cdot L(a_{n-1}).$ The product telescopes: $\begin{aligned} L(a_N) &= \dfrac{L(3)}{L(2)} \cdot \dfrac{L(N)}{L(3)} \\ &= \dfrac{L(N)}{L(2)}. \end{aligned}$

Hence $L(a_{2019}) = \dfrac{\log_7 2019}{\log_7 2}$ $= \log_2 2019 \approx 10.98,$ which rounds to $11.$

Thus, the correct answer is D.

2019 AMC 12A Problema 23

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 2240

Pista pequeña:

Pista grande:

Solución:

El Problema 23 en otros años