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(平方根:有理化)

 平方根の計算につきものといえば、有理化です。

分母からルートを追い払います。

$\frac{\sqrt3}{\sqrt5 - \sqrt2}$ を有理化すると

$\frac{\sqrt3}{\sqrt5 - \sqrt2}\cdot \frac{\sqrt5 + \sqrt2}{\sqrt5 + \sqrt2}$ ①

ここで展開の公式 $(a+b)(a-b)=a^2-b^2$ を使います。

$(\sqrt5 - \sqrt2)(\sqrt5 + \sqrt2)=\sqrt5^2-\sqrt2^2=5-2=3$

よって①は

$\frac{\sqrt3 (\sqrt5 +\sqrt2)}{3}=\frac{\sqrt{15}+\sqrt6}{3}$

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