• ベストアンサー

指数対数

連立方程式      2^x+3^y=43 log2(x)-log3(y)=1 (1)連立方程式を満たす自然数x,yの組を求めよ (2)この連立方程式を満たす正の実数x,yは(1)で求めた自然数の組以外に存在しないことを示せ この問題を3日間考えているのですがどうしていいかわからず困っています。 どなたか解答お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.4

x,y が自然数と決められていることが大切。 一本目の式から、A No.1 のように x,y の範囲が限定されるので、 その範囲の全ての (x,y) を両式に代入してみて 成立不成立を確認すればよい。 それで (1)(2) 同時に解決する。 整数問題特有の全数検査という考えかた。

その他の回答 (3)

  • banakona
  • ベストアンサー率45% (222/489)
回答No.3

じゃあ私は(2)を担当。 2^x+3^y=43 をxで微分すると ln2・2^x+ln3・3^y・y'=0   ∴y'=-ln2・2^x/(ln3・3^y)  ・・・(A) ここでlnxはxの自然対数。 ln2、ln3はプラス。x、yが実数なら2^x、3^yは、プラスだから定義域全体でy'<0 つまり定義域全体でyは単調減少。 log2(x)-log3(y)=1 をxで微分すると 1/(xln2)-y'/(yln3)=0   ∴y'=yln3/(xln2) ln2、ln3は、プラス。 またx、yは真数だからxもyもプラス。 よって定義域全体でy'>0 つまり定義域全体でyは単調増加。 以上より2曲線 2^x+3^y=43 と log2(x)-log3(y)=1 は、交点(x、y)=(4,3)の前後で互いにどんどん離れていく。 つまり(4,3)以外に交点を持たないことになり、この連立方程式を満たす正の実数x,yは(1)で求めた自然数の組以外に存在しない。

earthmh3
質問者

お礼

解答ありがとうございます。自分まだIIIの微分やっていなくて(汗) 理解できるように勉強します。

  • spring135
  • ベストアンサー率44% (1487/3332)
回答No.2

log2(x)-log3(y)=1 log2(x)=log3(y)+1=log(3)3y=u とおくと x=2^u 3y=3^u すなわち y=3^(u-1) 2^x+3^y=43へ代入 2^2^x+3^3^(u-1)=43 つまり 4^u+27^(u-1)=43 u=2 は上式を満たす。 つまり x=4, y=3 QED

earthmh3
質問者

お礼

解答ありがとうございます。

noname#187403
noname#187403
回答No.1

xを固定してyを考えてみます 上の式からyは1,2,3のどれかです (yが4以上だと3^yの部分だけで43超えるから) 上の式にy=1,2,3をあてはめて自然数xを探すと (x、y)=(4,3)しかないはず これは下の式にも合います これをまともに書けば(2)もできるのでは

earthmh3
質問者

お礼

解答ありがとうございます。

関連するQ&A

  • 対数関数

    この問題教えてください。 log(y)x-log(x)y=8/3とxy=16を同時に満たす正の実数x,yの組を求めよ。です

  • 指数対数の問題で質問があります。

     連立方程式 ・log2x    y +logx    2y =1 ・log2    xy =1 を解け。 という問題を解いていたのですが、分かりません。とりあえず上の式の底を2にそろえて、下の式は分解してxとyの関係式(自分の計算ではx=2/yとなりました。)を出したりしたのですが、答えにたどり着けなくて…。 問題、見えにくいと思います。すみません。 解き方を教えてください。

  • 指数対数の連立方程式

    以下の問題で行き詰っています。 1.連立方程式x+y=log(2)24 …(1) 2^(-x)+2^(-y)=5/12 …(2) について、2^x + 2^y を求めよ。 2.log(10)25 の小数部分をxとするとき、10^(1-x) を求めよ。 実際はこの誘導のあと、方程式の2解を求めさせるのですが、そのあたりは典型例なので大丈夫だと思います。 ここ数日粘ってみているのですが、学力が至らず、過去問などを漁ってみても類題が見つかりませんでした。 難しく考えすぎているのでしょうか・・・。 見づらい文章で申し訳ありませんが、ご教授ください。

  • 数II・指数対数

    【問1】x,y,zは正の数で2^x=(9/2)^y=5^zを満たしているとする。 このとき、a=2x,b=9/2y,c=5zとおき、a,b,cの大小関係を調べよ。 x=y(log(2)ア-イ)であるからb-a=y(ウエ/2-2log(2)オ)である。 したがって、aとbを比べるとカのほうが大きい。 同様にx=zlog(2)キであるからc-a=z(ク-2log(2)ケ)である。 したがって、aとcを比べるとコのほうが大きい。 更に、5^9<(9/2)^10であることを用いると、a,b,cの間には大小関係サ<シ<スが成り立つことがわかる。 【問2】 1.方程式4^x+1-2^(x+2)+1=0の解を求めたい。 2^x=tとおくと、アt^イ-ウt+1=0となるから、t=エ/オとなり、求める解はx=カキである。 次に、不等式(1/4)^x-5(1/2)^x+4<0の解を求める。 (1/2)^x=kとおくと、ク<k<ケとなるから、コサ<x<シである。 2.方程式log2x+log2(x-3)=1+2log2(3)の解はx=スであり、不等式log1/2(x-2)>log1/4(2x+1)-1の解はセ<x<ソタである。 【問3】 1.3^100はアイ桁の整数である。ただし、log10(3)=0.4771とする。 2.(1/2)^50を小数で表すと、小数第ウエ位に初めて0以外の数字が現れる。 3.log10(25)の小数部分をxとするとき、10^1-x=オである。 【問4】定数aに対して、方程式-9^x+2・3^x+1=a…(1)を考える。 3^x=tとおくと、(1)は-t^2+アt=aと…(2)となり、左辺は-t^2+アt=-(t-イ)^2+ウと変形される。 したがって、a≦エ,a=オのとき、方程式(2)はただ1つの解を持ち、エ<a<オのとき、方程式(2)は2個の解をもつ。 また、a=オのとき、方程式(1)の解はx=カであり、a=3のとき、方程式(1)の2つの解の和はキである。 解答・解説よろしくお願いします!

  • 常用対数

    (ア)3つの数 2^1/2 , 3^1/3 , 5^1/5 を比べよ。 比べた結果(わかりました) 5^1/5 < 2^1/2 < 3^1/3 となりました。 (イ)2^x=3^y=5^z(ただし、x、y、zは正の実数)のときの3つの式2x、3y、5zを比べよ。 という問題です。 解答 2^x=3^y=5^z (2^1/2)^2x=(3^1/3)^3y=(5^1/5)^5z 各辺常用対数をとって 2xlog10 2^1/2 = 3ylog10 3^1/3 = 5zlog10 5^1/5 ここまではわかりました。 底10>1と(ア)より log10 5^1/5 < log10 2^1/2 < log10 3^1/3 より 3y<2x<5z となっています。 底10>1と(ア)より log10 5^1/5 < log10 2^1/2 < log10 3^1/3 より 3y<2x<5z この部分がよくわかりません。すいませんが詳しく解説をお願いします。

  • 相加相乗?

    正の実数XYZにおいてX+Y+Z=6 XYZ=8という連立方程式の解にX=Y=Z=2というのがあるのはわかるのですが、これが唯一の解だという証明は可能なのでしょうか? 自然数という限定があればまだできそうなきもするのですが。。

  • 【数II】指数対数の分野です

    数IIの指数対数の問題です。どなたかお助けください。 【問】x,y,z,wが正の実数で、x^1/2=y^1/3=z^1/4=w^1/5のとき、log[2]x,log[3]y,log[4]z,log[5]wの大小を比較せよ。 log2]x=log[3]y=…の時と同じようにx^1/2=y^1/3=…=nとおいて 1/2=log[x]n,1/3=log[y]n…などと変形させて見ましたが、全く分かりませんでした。 よろしければご教授お願いします(;_;)

  • 数III指数対数

    xの方程式 a^x=log[a]x (0<a、a≠1) の実数解の個数をaの値によって分類したいのですが、 どなたか解説してもらえませんか。 [a]は底がaであることを表し、eは自然対数の底です。 よろしくお願いします。

  • 指数関数・対数関数

     X=2007^205とする。(ⅰ)Xの一位の数を求めよ。(ⅱ)Xの桁数を求めよ。また、(ⅲ)Xの最高位の数を求めよ。 ただし、log10(底)2007=3.303とする。という問題です。それで(ⅲ)についてなのですが、解答がlog10X=677.115より、 X=10^677.115=10^0.115・10^677  よって、10^0.115の一位の数が、Xの最高位の数である。 ここで、10^3<2^10が成り立ち、この両辺は正より、この両辺の常用対数をとると、log1010^3<log102^10  ∴0.3<log102  これから1<10^0.115<10^0.3<2   以上よりXの最高位の数は1である。なのですが、どうして10^0.115の一位の数が、Xの最高位の数であると、10^3<2^10が成り立つのか過程がわかりません。どうぞよろしくお願いします。

  • この連立方程式の問題を教えてください。

    この連立方程式の問題を教えてください。 問題は 連立方程式 xの2乗+yの2乗=a , xの2乗-xy+yの2乗=bがx>0、y>0をみたす解を少なくとも1組持つために実数a,bのみたすべき条件を求め、点(a,b)の存在範囲として図示せよ。 です。