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次関数と直線)

 例えば、$y=x^2$ と $y=x+6$ が次のように交わっています。











交点を求めましょう。連立して解きます。$y=$ の形なので、右辺どうしを$=$で結びます。

$x^2=x+6$

$x^2-x-6=0$

$(x+2)(x-3)=0$

$x=-2,\ \ x=3$

交点の座標を$A(-2,\ 4)$、$B(3,\ 9)$ とします。 ($y$ は $x$ を2乗しただけ)











△$OAB$ の面積を求めましょう。(原点を$O$ としました)

$A$ と $B$ の座標だけですぐ求められます。

面積を $S$ とすると、$S=\frac{1}{2}|-2\times 9-4\times 3|=15$


別解

$y$軸上で原点から切片までの長さは $6$でこれを底辺とすると、

左右に三角形ができているので、高さの合計は$2+3=5$ となり、

三角形の面積の公式から $S=\frac{1}{2}\times 6\times 5=15$

こっちの方が中学生らしいのですが、高校のことを考えて、上の解法も知っておくと

役立つと思います。

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