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、 $2-x=\frac{2}{3}$  $x=\frac{4}{3}$

高校数学(指数関数と対数関数、そのグラフ)

指数関数は、$y=a^x$ で、$a<1$ と $a>1$ でグラフが $y$軸対象になります。

$a^0=1$ なので、グラフは必ず $y$軸上の点$(0,\ 1)$を通ります。

グラフを頭に思い浮かべられるようにしましょう。いろいろな問題を解くときに役立ちます。









赤は $y=3^x$ で、青は $y=\left(\frac{1}{3}\right)^x $ です。これは $y=3^{-x}$ とも

表せます。指数関数の逆関数となるのが、対数関数です。

対数関数は $y=log_ax$ です。ここで、$a$ を「底」(てい)といいます。$a\ne 0, \ 1$ です。

また、$x$ を「真数」といい、$x>0$ となります。これを真数条件といいます。

グラフは指数関数と $y=x$ に関して対称となります。









赤が $y=log_3x$ です。青は $y=3^x$ です。

これら2つのグラフは緑の $y=x$ に関して対称になっていることがわかります。

さて、大切なこととして、$y=log_3x$ を見たとき、$x=3^y$ がすぐに

わかるようにしておきましょう。

例えば、$log_2x=3$ のとき、$3$ を小さくして、$2$ の肩に乗せ、$x$ と $=$ でつなぐというようなイメージです。



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