高校数学(指数方程式)

イメージ
もっとも簡単な指数方程式は $3^x=9$ これは  $3^x=3^2$ $3$ をはずして、$x=2$ となります。 2次方程式を解かせるようなパターンがよく出てきます。例えば、 $4^x-3\cdot 2^{x+1}-16=0$ このような場合、$2^x$ が見えてくるようにします。 $(2^2)^x-3\cdot 2^x \cdot 2^1-16=0$ $(2^x)^2-6\cdot 2^x-16=0$ これで $2^x$ が独立した感じになります。 $2^x=t$ とおくと、$t^2-6t-16=0$  したがって、$(t-8)(t+2)=0$ よって、$t=8,\ \ t=-2$ 指数 $2^x>0$ であるから、$t=-2$ は不適。よって、$t=8$ このグラフ $y=2^x$ は $x$ 軸より上にあり、 $2^x>0$ であることがわかる。 したがって、$2^x=8$ ここで、$2^x=2^3$ であるから、$x=3$ 他にも、$3^{2-x}=\sqrt[3]{9}$ であれば、 右辺は $\sqrt[3]{9}=\sqrt[3]{3^2}=3^{\frac{2}{3}}$ であるから、 $3^{2-x}=3^{\frac{2}{3}}$  $3$ をはずして、 $2-x=\frac{2}{3}$  $x=\frac{4}{3}$

中学校の数学を思い出す(1次関数:変域)

 典型的な問題は

「$y=3x-2$ で $x$ の変域が $-4\leqq x\leqq 5$ のとき、$y$ の変域を求めなさい」

1次関数の式をみながら、 $x$ の変域を変えていきます。

まず$3$倍します。$-12\leqq 3x\leqq 15$

$2$を引きます。$-14\leqq 3x-2\leqq 13$

$y=3x-2$ ですから、$3x-2$ を $y$ と交換します。

$-14\leqq y\leqq 13$

これで完成です。

暗算でも簡単に求められますが、数学っぽくてクールです。


「$y=-2x+3$ で $x$ の変域が $-4\leqq x\leqq 5$ のとき、$y$ の変域を求めなさい」

まず、$-2$倍します。このとき、不等号の向きが逆になります。

$8\geqq -2x\geqq -10$

不等号の向きは左向きがふつうなので、(小さい数が左になる)

$-10\leqq -2x\leqq 8$

$3$ を足すと

$-7\leqq -2x+3\leqq 11$

$-2x+3$ を $y$ におきかえて

$-7\leqq y\leqq 11$

コメント

このブログの人気の投稿

高校数学(指数方程式)

高校数学(平方根のよくある問題)