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(連立方程式:速さの問題)

 はじきの法則(オリジナルネーミング)でほとんど解ける。

速さ$\times$時間$=$距離 この式にあてはめる。

「A君の家からC君の家までは$2.8(km)$ある。
A君は家から自転車でB君の家まで行き、そこからB君と2人でC君の家まで歩いた。
B君の家までは時速$30km$、C君の家までは毎分$80m$の速さだった。
かかった時間は全部で$14$分だった。A君の家からB君の家に着くまでにかかった時間を
求めなさい」

まず、求めたい「A君の家からB君の家に着くまでにかかった時間」を$x$分とする。
また、「A君の家からB君の家までの距離」を$y(m)$とする。

単位を$m$と分に統一しよう。
時速$30km$は$1$時間で$30km$進むということなので、言い換えると
$60$分で$30000m$進むことになり、$60$で割ると
$1$分で$500m$ということで、分速$500m$になる。
また、$2.8(km)=2800(m)$となる。


速さ$\times$時間$=$距離 この式にあてはめてみよう。

$500\times x=y$
$80\times (14-x)=2800-y$

このように2つの式ができる。単位さえ統一されれば代入するだけ!

下の式を展開し、$y$ のところに上の式を代入すると

$1120-80x=2800-500x$
$420x=1680$

これを解くと、$x=4$となり、答えは$4$分になる。

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