Rozwiązanie
Krok 1: Przekształcenie wyrażenia z wykorzystaniem własności logarytmów
Korzystamy z własności logarytmu: $n \log_a b = \log_a b^n$
$$2\log_3 2 = \log_3 2^2 = \log_3 4$$
Krok 2: Zastosowanie własności odejmowania logarytmów
Korzystamy z własności: $\log_a x - \log_a y = \log_a \dfrac{x}{y}$
$$\log_3 108 - 2\log_3 2 = \log_3 108 - \log_3 4 = \log_3 \frac{108}{4} = \log_3 27$$
Krok 3: Obliczenie wartości logarytmu
Ponieważ $27 = 3^3$, zatem:
$$\log_3 27 = \log_3 3^3 = 3$$
Analiza odpowiedzi:
- Odpowiedź A) 3 — POPRAWNA
Jak wykazano powyżej: $\log_3 108 - 2\log_3 2 = \log_3 27 = 3$. Wynik jest liczbą całkowitą, co jest możliwe, ponieważ $27$ jest potęgą liczby $3$.
- Odpowiedź B) 9 — BŁĘDNA
Wynik $9$ oznaczałby, że $\log_3 27 = 9$, czyli $3^9 = 27$, co jest fałszem ($3^9 = 19683 \neq 27$). Być może jest to wynik pomylenia odejmowania logarytmów z dzieleniem lub inny błąd rachunkowy.
- Odpowiedź C) $\log_3 104$ — BŁĘDNA
Wynik $\log_3 104$ powstałby, gdyby zamiast dzielenia argumentów zastosowano odejmowanie: $108 - 4 = 104$. Jest to błąd polegający na niepoprawnym zastosowaniu własności logarytmów (różnica logarytmów to iloraz argumentów, a nie różnica argumentów).
- Odpowiedź D) $2\log_3 54$ — BŁĘDNA
Sprawdzamy: $2\log_3 54 = \log_3 54^2 = \log_3 2916 \neq \log_3 27$. Wynik ten nie jest równy $3$, więc jest niepoprawny.
Wynik końcowy:
$$\log_3 108 - 2\log_3 2 = \log_3 27 = \boxed{3}$$
Prawidłowa odpowiedź to A)