東邦大学/2023年度/一般

2東邦大学 2023年 数学 第2問解答・解説

指数関数・対数関数

1問題

東邦大学2023年度第2問
共通指示:問題は1から10までの10問です。解答は解答用マークシートに記入してください。問題の文中の アイ\text{アイ}、ウエオ\text{ウエオ} などには、符号 (-)、または数字 (0∼9)(0\sim9) が入ります。ア、イ、ウ、…の一つひとつは、これらのいずれか一つに対応します。それらを解答用マークシートのア、イ、ウ、…で示された解答欄にマークして答えなさい。分数形で解答する場合は、それ以上約分できない形で答えなさい。また、符号は分子につけ、分母につけてはいけません。根号を含む形で解答する場合は、根号の中に現れる自然数が最小となる形で答えなさい。
2 実数 x,yx,y がそれぞれ 1log⁡3x−1log⁡2x=13,123y−1+182y−1=1\frac{1}{\log_{3}x}-\frac{1}{\log_{2}x}=\frac{1}{3},\qquad \frac{1}{2^{3y-1}}+\frac{1}{8^{2y-1}}=1 を満たすとき、x=ケコサx=\dfrac{\text{ケコ}}{\text{サ}}、log⁡xy=シスセ\log_{x}y=\dfrac{\text{シス}}{\text{セ}} である。

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • x=278,log⁡xy=−13.x=\frac{27}{8},\qquad \log_x y=-\frac13.

3解答

解答を見る途中式つきの解答

解答

まず x>0x>0、x≠1x\ne1 である。底の変換を用いると
1log⁡3x−1log⁡2x=log⁡3−log⁡2log⁡x=log⁡(3/2)log⁡x=13, \frac1{\log_3x}-\frac1{\log_2x} =\frac{\log3-\log2}{\log x} =\frac{\log(3/2)}{\log x}=\frac13,
したがって log⁡x=3log⁡(3/2)\log x=3\log(3/2)、よって x=(3/2)3=27/8x=(3/2)^3=27/8。

次に t=21−3yt=2^{1-3y} とおくと t>0t>0 であり、
123y−1=t,182y−1=23−6y=2t2. \frac1{2^{3y-1}}=t,\qquad \frac1{8^{2y-1}}=2^{3-6y}=2t^2.
したがって 2t2+t−1=02t^2+t-1=0、すなわち (2t−1)(t+1)=0(2t-1)(t+1)=0 である。t>0t>0 より t=1/2t=1/2。よって 21−3y=2−12^{1-3y}=2^{-1} から y=2/3y=2/3。

ここで x=(3/2)3x=(3/2)^3、y=(3/2)−1y=(3/2)^{-1} だから
log⁡xy=−13. \log_xy=\frac{-1}{3}.
以上より x=278x=\dfrac{27}{8}、log⁡xy=−13\log_xy=-\dfrac13。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • 対数とその性質
  • 有理数指数と指数法則

答えと解答は AI で作成したものです。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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