例題1-1 Xの方程式 log |
p |
(X |
2 |
−aX)=log |
p |
a ・・・(*) が実数解を持つ
a の範囲を求めよ。 |
|
解答例
真数>0 であるのから X<0,a<X である。
この範囲にXの方程式 X |
2 |
−aX=a が少なくとも一つの実数解を持てばよい。 |
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このまま方程式の理論だけで解答すれば、実数解が1個の場合と
2個の場合について考える必要があります。
グラフを利用すれば、場合分けの必要がありません。
a>0であるので 直線
Y=a は、放物線
Y=X |
2 |
−aX |
よって求める解は、方程式 X |
2 |
−aX=a の解である。 |
X= |
|
|
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例題1-2 Xの不程式 log |
p |
(X |
2 |
−aX)>log |
p |
a ・・・(*) を解きなさい。 |
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例題1−1と同じでグラフを利用します。例題1−1の解の小さいほうをα、大きいほうをβとすると、
0<p<1 のとき X |
2 |
−aX<a より、 α<X<0,a<X<β |
1<p のとき X |
2 |
−aX>a より、 X<α,β<X |
例題2-1 a |
5 |
が28桁の整数であるとき、a
と a |
11 |
の桁数を求めよ。 |
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まず例として、2桁の整数は 10以上99以下 なので 10以上100未満 と考えて、
10≦2桁の整数<100 と表せます。
他の桁についても同じように考えていくと、一般的に |
10 |
n-1 |
≦ |
2桁の整数<10 |
n |
となります。 |
a |
5 |
が28桁の整数であるので、 10 |
27 |
≦a |
5 |
<10 |
28 |
となります。5乗根を考えて、 |
(10 |
27 |
) |
1/5 |
≦(a |
5 |
) |
1/5 |
<(10 |
28 |
) |
1/5 |
より 10 |
5.4 |
≦a<10 |
5.6 |
この不等式から、a
の桁数の判断ができるのですが、もう少し細かく考えてみましょう。 |
10 |
5.4 |
=10 |
0.4 |
・10 |
5 |
として、10 |
0.4 |
は 1桁の数なので 10 |
5.4 |
は 6桁の数 |
同様に、 10 |
5.6 |
も
6桁の数になるので、 a は
6桁の数 になります。 |
ここでこのように考えたのは、最高位の数が絞れるからです。後でこれについて解説します。 |
同様に 10 |
5.4 |
≦a<10 |
5.6 |
より (10 |
5.4 |
) |
11 |
≦a |
11 |
<(10 |
5.6 |
) |
11 |
よって 10 |
59.4 |
≦a<10 |
61.6 |
なので、60桁、61桁、62桁 のいずれかである。 |
|
例題2-2 例題2−1 の
a
の最高位の数を求めよ。(対数表を用いて下さい) |
|
log |
10 |
2=0.301 ⇔ 10 |
0.301 |
=2 , log |
10 |
3=0.4771 ⇔ 10 |
0.4771 |
=3 |
また、 10 |
0.301 |
=2 この利用辺平方して 10 |
0.602 |
=4 よって 3<10 |
0.6 |
<4 |
10 |
5.4 |
=10 |
0.4 |
・10 |
5 |
の最高位の数は 2 |
10 |
5.6 |
=10 |
0.6 |
・10 |
5 |
の最高位の数は 3 となるので、 |
例題2-3 例題2−1 の
a について |
|
は小数第何位の数か、また最高位の数を求めよ。 |
|
10 |
5.4 |
≦a<10 |
5.6 |
より 10 |
-16.8 |
<a |
-3 |
≦10 |
-16.2 |
10 |
-16.8 |
=10 |
0.2 |
・10 |
-17 |
よって この数は小数第17位の数 |
10 |
-16.2 |
=10 |
0.8 |
・10 |
-17 |
よって この数も小数第17位の数なので、 |
10 |
0.301 |
=2 なので、 1<10 |
0.2 |
<2 |
log |
10 |
7=0.845 ,log |
10 |
6=log |
10 |
2+log |
10 |
3=0.778 なので、6<10 |
0.8 |
<7 |
よつて a |
-3 |
の最高位の数は、1から6までのいずれかである。 |
例題3 |logX|+|lgoY|≦1 となる領域を図示せよ。(底は10) |
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一言;この種の問題で一番大切なのは、絶対値を外すときの定義域です。定義域を全く無視して、
結果の式だけを用いている人が意外に多いです。
a≧0
のとき |a|=a ,a<0 のとき |a|=−a としますが、a>0
のとき |a|=a ,a≦0 のとき |a|=−aと場合を分けてもかまいません。
しかし、a>0 のとき |a|=a ,a<0
のとき |a|=−a はa=0が定義されないので不可です。
間違いではないのですが、a≧0
のとき |a|=a ,a≦0 のとき |a|=−a はa=0
を2度定義しているので避けてください。
(ア)|logX|≧0 かつ
|logY|≧0 つまり X≧1
かつ Y≧1
のとき 0<XY≦10 |
(イ)|logX|≧0 かつ
|logY|<0 つまり X≧1
かつ
0<Y<1 のとき Y≧ |
1
10 |
X |
(ウ)|logX|<0 かつ
|logY|≧0 つまり 0<X<1
かつ Y≧1 のとき Y≦10X |
(エ)|logX|<0 かつ
|logY|<0 つまり 0<X<1
かつ
0<Y<1 のとき XY≧ |
1
10 |
|
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