高校数学(指数方程式)

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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(2次関数への導入)

2次方程式は例えば、$x^2+8x+7=0$ などでした。

ここで、右辺の $0$ を $y$ に置き換えると、

$y=x^2+8x+7$ となります。

ですから、2次方程式は2次関数の $y$ を $0$ にしたものでした。

中学では $y=x^2+8x+7$ のような形ではなく、

$y=x^2$ や $y=3x^2$ などの少し簡単な形を学びました。

2次関数は1次関数よりある意味で簡単です。1次関数は2点で決まりましたが、

2次関数は(中学の場合)1点で決まるからです。例えば、

点$(2,\ 3)$ を通る2次関数を求めなさい。という問題なら、

$y=\frac{3}{4}x$ これだけです。$4$は$(2,\ 3)$ の $2$ を2乗したものでした。

つまり、分母に$x$座標の2乗、分子に $y$座標でOKとなります。

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