¿Cuáles son todos los enteros posibles a y n tales que [matemáticas] \ log _ {\ frac {1} {n}} \ left [\ sqrt {a + \ sqrt {15}} – \ sqrt {a – \ sqrt {15 }} \ right] = – \ frac {1} {2}? [/ math]

[matemáticas] {\ log _ {{\ textstyle {1 \ over n}}}} \ sqrt {a + \ sqrt {15}} – \ sqrt {a – \ sqrt {15}} = – \ frac {1} {2} \ Rightarrow {\ left ({\ frac {1} {n}} \ right) ^ {\ left ({- \ frac {1} {2}} \ right)}} = \ sqrt {a + \ sqrt {15}} – \ sqrt {a – \ sqrt {15}} [/ math]

Entonces, [matemáticas] n = 2a – 2 \ sqrt {{a ^ 2} – 15} [/ matemáticas].

Dado que n debe ser un número entero, entonces para algún número entero m, [matemática] {a ^ 2} – 15 = m [/ matemática], o más convenientemente, [matemática] {a ^ 2} – {m ^ 2} = 15 [/ matemáticas],

Como a no puede ser negativo, solo necesitamos considerar los pares de ecuaciones,

[matemática] a – m = 1 [/ matemática] y [matemática] a + m = 15 [/ matemática] que dan [matemática] a = 8 [/ matemática] y [matemática] n = 2 [/ matemática]

y el par

[matemática] a – m = 3 [/ matemática] y [matemática] a + m = 5 [/ matemática] de la cual [matemática] a = 4 [/ matemática] y [matemática] n = 6. [/ matemática]

Lo siento por la baja calidad. Básicamente, cualquier cosa que se ajuste a la ecuación que se muestra en el destino final de la flecha dará los resultados deseados.

Espere. Esa parte está cortada. Aquí está:

¿Cuáles son todos los enteros posibles a y n tales que [matemáticas] \ log _ {\ frac {1} {n}} \ left [\ sqrt {a + \ sqrt {15}} – \ sqrt {a – \ sqrt {15 }} \ right] = – \ frac {1} {2}? [/ math]

Para enteros [matemática] a \ ge 4 [/ matemática] y [matemática] n, [/ matemática]

[matemáticas] \ qquad \ log_ {n} \ left (\ sqrt {a + \ sqrt {15}} – \ sqrt {a – \ sqrt {15}} \ right) = \ frac {1} {2} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ qquad \ log_ {n} \ left (\ sqrt {a + \ sqrt {15}} – \ sqrt {a – \ sqrt {15}} \ right) ^ 2 = 1 [/ math]

[matemáticas] \ qquad \ log_ {n} (2a-2 \ sqrt {a ^ 2-15}) = 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ qquad \ log_ {n} (2a-2 \ sqrt {a ^ 2-15}) = \ log_ {n} n [/ matemáticas]

[matemáticas] \ qquad 2a – 2 \ sqrt {a ^ 2-15} = n [/ matemáticas]

El lado izquierdo de esta ecuación es una función decreciente de [matemática] a [/ matemática] con soluciones enteras cuando [matemática] a = 4 [/ matemática] y [matemática] a = 8, [/ matemática] pero ninguna otra con [matemática] 4 \ le a \ le 15. [/ matemática] Cuando [matemática] a> 15, [/ matemática] el lado izquierdo está entre [matemática] 0 [/ matemática] y [matemática] 1, [/ matemática ] entonces no hay otras soluciones.

[matemáticas] \ qquad \ en caja {~ a = 4, n = 6; ~~~~ a = 8, n = 2 ~} [/ matemáticas]