「指数関数・対数関数」の質問と回答

 

累乗根
リムさん    [Profile 国会に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/10/1(火)19:23

こんにちわ。
√81の4乗根は3ですが、見方をかえると
√81の4乗根=√(−3)^4の4乗根=−3になりませんか?
値を求めろででたのですが、どこがいけないのですか?

新矢(管理人)  [Profile M78星雲に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/10/2(水)02:31

リムさん、こんばんは。

>√81の4乗根
確認ですが、これは、√の外の左上に小さく4と書いてあって、√の中が81という意味ですよね。

この掲示板では それを sqrt[4]{81} と表記します。
数Uの教科書をもう一度読んでみましょう。
sqrt[n]{a} は n が偶数か、奇数かで定義が違います。
偶数乗の場合は正の方を表すことにしています。

√4 (2乗根)は2を表し、−2 ではありませんね。それと同じです。

○ 紛らわしいものは、√記号を使わず、日本語で
81の4乗根は?
と問われた場合です。
このときは、x^{4}=81 の虚数解も含めてすべて答えねばなりません。
x^{4}=81 
x^{4}-81=(x^{2}-9)(x^{2}+9)=(x-3)(x+3)(x^{2]+9)=0
を解くと、x=3,-3,3i,-3i です。

○ まとめ
81の4乗根は 3,-3,3i,-3i の4つ
sqrt[4]{81} は 3 の一つだけです。

 

対数関数のグラフ
まみさん    [Profile 秘密に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/5/25(土)23:10

y=log{2}(x+1)のグラフ

どうか教えて下さい

水野 健太郎さん   [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/5/26(日)00:08

「数学参考書レビュー」の水野と申します。

y=log{2}x のグラフが、(1,0),(2,1),(4,2),(1/2,-1) などの点を通ることはわ
かりますか??

y=log{2}(x+1)のグラフは、xに1を足したものから、さっきと同じようにyが求
まるように!って考えて点を決めればいいわけですから、
# 具体的には(-1,0),(1,1),(3,2)・・・
そうです。y=log{2}xのグラフを、x軸方向に−1平行移動すればいいんです!

大体、今言ったような点をつないでグラフを作ればいいんですが、描くときにあま
り左下に伸びすぎると「×」にされるので注意が必要です。もともとのy=log{2}x
のグラフって、下の方はy軸にへばりつくような形だったでしょ。だから、今回の
グラフも、y軸をx方向に−1平行移動した、「x=−1」という直線(分かりま
すか?)にへばりつくように描きましょう。




まみさん  [Profile 秘密に住む高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/5/26(日)11:09

教えてくれてありがとう。でもまだわからない。どうして(-1、0)、(1、1)
とか通るってわかるの?y=log{2}xはx=2^{y}で一個ずつけいさんしてわかるん
ですけど....

水野 健太郎さん   [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/5/26(日)12:26

問題の方も、x+1=2^yで1個ずつ計算してわかります。


ありがとうごさいました。 投稿者:まみさん  [Profile 秘密に住む高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/5/26(日)13:26

助かりました。ありがとうごさいます。数学ッて本当に難しいです

水野 健太郎さん   [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/5/27(月)00:51

logの扱いについて、ポイントを1つ言っておきましょう。

* a^{b}=c log{a}c=b

という2つの式があるのですが、混乱するときはまず「例」を考えましょう。
# a=2 b=3 c=8 あたりが良いと思います。

・・・そのうえで、

* 左の式を「2を3乗します」「8になりますね」
* 右の式を「2を何乗すると8になりますか?」「3乗です」

というふうに読んでやるのです。この「何乗」、もっと言えば、左の式の右肩につ
いていたものが、logなわけですよ。

この言葉、生徒さんにもけっこう評判が良かったのですが、2と3と8、2と8と
3が、その式に出てくる順番になるように言葉を考えてみたら、こうなりました。
なんだか、中学校の英語の授業みたいですね・・・。

 

対数方程式
ようこさん    [Profile 中部地方に住む高校3年生の女性の方] 投稿日2002/6/20(木)23:07

Iの方程式 (log_{4}x)^{2}=log_{2}(ax)・
・・@ がある。
ただしaは正の定数である。
(1)I=1が@の解であるときa=□であり、I=4が@の解であるときa=□/□である。    答:a=1   a=1/2
(2)a=8のとき@の解はI=□/□、□   答:I=1/4、64
(3)@が異なる2つの実数解をもつのはa>□/□のときで、その2つの下記α、β(α<β)の間にβ=4096αの関係が成り立つのは、a=□のときである。
答:a>1/2   a=256 

この問題がわかりません。
説明できるようにしたいのですが、どうぞよろしくお願いします。

新矢さん  [Profile 近畿地方に住む男性の方] 投稿日:2002/6/21(金)02:04

ようこさん、はじめまして。

(log_{4}x)^{2}=log_{2}(ax)

(1) x=1 が解なので、代入しましょう。
左辺=(log_{4}1)^{2}=0^{2}=0
右辺=log_{2}x
ゆえに log_{2}x=0 を解いて、x=2^{0}=1

後半も同様に、x=4 を代入すると
左辺=(log_{4}4)^{2}=1^{2}=1
右辺=log_{2}4a
ゆえに log_{2}4a=1 より、 4a=2^{1]=2 ∴ a=1/2

(2) a=8 を代入すると、
(log_{4}x)^{2}=log_{2}8x
底を2にそろえましょう。左辺は底の変換公式を使って
(log_{4}x)^{2}=(log_{2}x/log_{2}4)^{2}=(log_{2}x)^{2}/4
右辺=log_{2}8+log_{2}x=3+log_{2}x
∴ (log_{2}x)^{2}/4=3+log_{2}x 両辺 ×4
(log_{2}x)^{2}=12+4log_{2}x
log_{2}x=t と置き換えると
t^{2}=12+4t
この2次方程式を解けば、t=6 , -2
log_{2}x=6 より x=2^{6}=64 ,
log_{2}x=-2 より x=2^{-2}=1/4

(3) (2)と同じように底を2にそろえます。左辺は(2)と同じです。
右辺=log_{2}ax=log_{2}a+log_{2}x

(log_{2}x)^{2}/4=log_{2}a+log_{2}x 4倍して移項すると、
(log_{2}x)^{2]-4log_{2}x-4log_{2}a=0 ・・・A
log_{2}x=t と置き換えて
t^{2}-4t-4log_{2}a=0 ・・・B
この2次方程式が2つの異なる実数解を持つので、判別式>0です。
D/4=4+4log_{2}a>0
log_{2}a>-1 解くと a>1/2

Aの解が α、β ですから、Bの解は log_{2}α と log_{2}β です。
解と係数の関係より、
log_{2}α+log_{2}β=4 ・・・C
log_{2}α・log_{2}β=-4log_{2}a ・・・D

与えられた条件 β=4096α の両辺、底2の対数をとると(4096=2^{12})
log_{2}β=12+log_{2}α ・・・E
CEより、log_{2}α=-4 , log_{2}β=8
これらをDに代入して、-4log_{2}a=-32
∴ log_{2}a=8 , a=2^{8}=256


 

対数不等式
はるさん    [Profile 中国地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/8/28(水)16:13


log_{4}16=□ という問題のやり方は分かったのですが、
反対の −4=log_{10}□ という問題の解き方が分かりません。

まだ授業とかでやってないのですが宿題ででてしまっていてほとんど分からないので教えてください。
あと、対数不等式というのもはどうしたらいいのですか?お願いします。


NAMAZUさん  [Profile 近畿地方に住む大学生の男性の方] 投稿日:2002/8/28(水)20:49

こんにちは。
さっそく問題に取り掛かりましょう。
log_{a}b=cの意味はなんですか?
aをc乗するとbになるということです。
−4=log_{10}□では、10を-4乗すれば□になるわけですから・・・
あとは分かりますね。

はるさん  [Profile 中国地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/8/28(水)21:34


最初の問題はわかりました。ありがとうございました。
対数不等式は
         
 1<log_{1/2}x<2 

を解けという問題なのですがこれも教えていただけませんか?


先生の意図はなんなんでしょう? 投稿者:新矢(管理人)  [Profile M78星雲に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/8/29(木)03:17

○ はるさん
>まだ授業とかでやってないのですが宿題でてしまっていて

2学期の授業では、先生は最初からちゃんと説明してくださるのでしょうか?
それとも、教科書範囲は詳しく説明しないから、夏休みに予習しておくように!
ということなのでしょうか?

このような掲示板では小文字が表し難いので、小文字は_{}の表記をしています。
あくまで、この掲示板だけの取り決めです。
log ちっちゃい2分の1の大きいx を log_{1/2}x と表します。

  1<log_{1/2}x<2 を解け
左と右の1と2を対数で表してみます。
1=log_{1/2}□ はいいんですよね? □=1/2 です。
2=log_{1/2}□ も同様に、□=1/4 ですね。
この不等式は
  log_{1/2}(1/2)<log_{1/2}x<log_{1/2}(1/4)
となります。
真数(log_{}の後ろの大きい数字のことです)を比較すると、
1/2<x<1/4
となりますが、大小がおかしいですね。

★ 底(logの次の小さい数字)が0と1の間の時は不等号を逆転しなくてはならないのです。

ですから答えは 1/4<x<1/2 となります。

★について、何故か?は対数関数のグラフが関わってきますので、このような掲示板では、説明が非常にしづらいので、学校の授業をよーく聞いてください。

はるさん  [Profile 高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/8/29(木)15:26

ありがとうございました。あと、掲示板の書き方には今後気をつけます。
すみませんでした☆

 

対数不等式
あきさん    [Profile 九州地方に住む10代の女性の方] 投稿日2002/5/19(日)14:34

質問です!(log_{1/2}x)^{2}−3log_{1/2}x+2>0という問題なんですけど、log_{1/2}をtにおきかえてt^{2}−3t+2>0 (t−2)(t−1)>0まではわかったけどこの後がわかりません(T_T)この答えが0<1/4,x>1/2と2つになるのもなぜだか・・(?_?)教えてください!

あきさん  [Profile 九州地方に住む10代の女性の方] 投稿日:2002/5/19(日)14:51

学年書き忘れました(; ̄O ̄)高2です!答えは0<x<1/4とx>1/2の2つです。

池田 敦さん の ホームページ  [Profile 大阪府に住む23才の男性の方] 投稿日:2002/5/19(日)20:40

助っ人の池田です。あきさん、はじめまして。

まず「真数>0」であることより x>0 が言えますよね?
そして、t^2-3t+2>0 より t<1, 2<t も言えますよね?
x>0 を使うのは最後までとっておいて、
まず t<1, 2<tを考えてみましょう。
例えば t<1 ということは、つまり
   log_{1/2}x<1
ということですね。これを底の変換公式で底を 2 に変換すると
   frac{log_{2}x}{log_{2}(1/2)}<1
   frac{log_{2}x}{-1}<1
   -log_{2}x<1
   log_{2}x>-1 (不等号の向きが逆になることに注意!)
   x<1/2
となります。t>2 についても同様にすれば x<1/4 です。

そして、最後に真数条件の x>0 を動員してやれば
   0<x<1/4, 1/2<x
が求まります。

あきさん  [Profile 九州地方に住む10代の女性の方] 投稿日:2002/5/19(日)21:47

なるほどφ(.. )0<x<1/4っていうのはできました♪
けど・・・1/2<xがわかりません(T_T)log_{1/2}x<1をといたら
x<1/2になって…なぜ答えでは符号の向きが変わってるのですか??

不等号の向きは 投稿者:水野 健太郎さん
  [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/5/19(日)23:16

水野です。

「対数関数の、底が1より小さいときの形」から判断しなさい!と言われる
ことが多いですが・・・。ここでは例で考えてみましょう。

「log{1/2}1/4=2」と「log{1/2}1/8=3」とで比較すれば分かりやすいと思
います。tの部分が2と3、それに対するxが1/4と1/8です。私はlog
を教えるとき、

*** 「1/2を何乗すれば1/4になりますか??」「2乗です」

という文章を頭に思い浮かべてもらうようにしていますが、それで考えてみ
ましょう。1/4のところをもっと大きくしようと思ったら、0乗して1に
したり、マイナス1乗して2にしたりしないといけないでしょう?試験を
やっている最中、迷ったときにも、今みたいに具体的なもので考えられます
か??この分野に限らず、これが出来ればかなり強くなれます。


あきさん  [Profile 九州地方に住む10代の女性の方] 投稿日:2002/5/20(月)20:43

わかりましたV(^0^)♪ようやく理解できました!本当にありがとうございましたm(._.)m

 

対数の等比数列への応用
洋介さん    [Profile 青森県に住む20代の男性の方] 投稿日2002/6/19(水)18:35


初めまして洋介と申します。タカユキさんと同じく学生ではないのですが、すいませんよろしくお願いします。先日弟に数学の質問をされまして、恥ずかしながら解くことができずに未だにわかりません。

 問題は「数列」の問題なのですが、
初項3公比1,2の等比数列が20をこすのは第何項か?
またこの等比数列の和が、200をこすのは何項目か?

地道に長い計算をしてしか解くことができません。どのように解いてゆけばよいのでしょうか。  


水野 健太郎さん の ホームページ  [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/6/19(水)22:31

ここでは助っ人の水野と申します

>初項3公比1.2

「常用対数」を使いましょうか。初項3を公比倍する代わりに、3の対数に1.2
の対数を足していくのです。対数の定義とその性質はご存知ですよね?

まず、log1.2(対数の底は10とします)を以下のように求めます。

log1.2=log(12/10)
=log12−log10
=log(2×2×3)−1
=2log2+log3−1

# log2とlog3の近似値は、教科書などで探してください。

log3+(n−1)(2log2+log3−1)>log20

を満たす最小のnを求めます。ちなみに、log20は

log20=log(2×10)
=log2+log10
=log2+1

ですね。どんなもんでしょう??



新矢さん  [Profile 近畿地方に住む男性の方] 投稿日:2002/6/20(木)01:27

洋介さん、はじめまして。
水野先生、回答ありがとうございます。

>初項3を公比倍する代わりに、3の対数に1.2
の対数を足していくのです。
解りにくい方もいらっしゃるかと思うので補足説明です。

この等比数列の一般項は公式を使って、
a_{n}=3・(1.2)^{n-1}
これが 20 より大きいので
3・(1.2)^{n-1}>20
この式の両辺の常用対数をとって
log3+(n-1)log(1.2)>log 20
あとは水野先生の回答のように変形して数値を代入します。

洋介さん  [Profile 青森県に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/6/20(木)15:46

水野先生、新矢先生ありがとうございます。早速今日弟に教えてみます。本当にありがとうございました。

 

 

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