指数関数を含んだ方程式の計算
前回のテキストでは、
を満たすxの値を考えながら、指数関数を含んだ方程式の解き方の基本を説明しました。今回は、試験でよく出題される応用の形をみていきましょう。
<問題1>
この式を満たすxの値を求めなさい。
指数の部分がちょっとややこしいですよね。
でも、基本がわかっていたら恐れることはありません。
ステップ1:底をそろえる
まずは両辺の指数を含んだ項の底(てい)をそろえましょう。
左辺を
と変形すると、左辺と右辺の指数を含む項の底が2と、等しくなりました。
ステップ2
のとき、"
p=q"
この性質を使います。
ということは、
底をそろえて指数の値を比べる
続けてもう1問やってみましょう。
<問題2>
この式を満たすxの値を求めなさい。
先ほどと同じように解いていきます。
ステップ1:底をそろえる
まず、両辺の指数を含む項の底をそろえます。
左辺の指数を含む項を、
とすると、与えられた式は、
とできますね。先ほどの問題では、ここから指数の値を比べていきましたが、今回の問題はそうはいきません。なぜなら、両辺に
指数を含んでいない項があるからです。この問題でいうと"4"ですね。このようなときは、違った方法を使って解いていきます。
ステップ2:3ˣ=tとおく
をよくみると、
と変形することができます。
このことから、"3ˣ=t"とおきかえてみましょう。
t=1、−4
と出ました。
ここで、
指数関数のグラフを思い出しましょう。
a>0、a≠1のとき
のグラフは、0以下になることはありません。
つまり、tは"
t>0"といえます。
なので、この問題で"t=−4"となることはありえません。
以上から、t=1
を求めることができます。
両辺の指数の値を比べることができない場合は、指数を含んだ項を"t"におきかえて計算をしてみる