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:食塩水)

塩水のどのうがいをしよう」(のど→のうど、しよう→しお)

ネット上では風邪予防などに効果ありとなっています。

問題を解くためにも効果があります。

食塩水$(g)\times $濃度(百分率を分数で)$=$塩$(g)$ という意味です。

典型的な問題は「$4\%$の食塩水と$10\%$の食塩水を混合したら、

$8\%$の食塩水が$300(g)$できました。それぞれ何$g$ずつを混合しましたか」

$4\%$の食塩水を$x(g)$、$10\%$の食塩水を$y(g)$とする。

混合したので足し算となります。

$x+y=300$ ①

さらに、「塩水のどのうがいをしよう」より

$x\times \frac{4}{100}+y\times \frac{10}{100}=300\times \frac{8}{100}$ ②

という連立方程式となります。

②式を$100$倍すると $4x+10y=2400$

①式を$4$倍すると $4x+4y=1200$

これらを引くと $6y=1200$ で $y=200$ よって $x=100$

$4\%$の食塩水が$100(g)$、$10\%$の食塩水が$200(g)$でした。

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