대수등차수열과 등비수열수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

등비중항과 지수

문제

두 자연수 aabb에 대하여 세 수 an,24×36,bna ^{n} , 2 ^{4} \times 3 ^{6} , b ^{n}이 이 순서대로 등비수열을 이룰 때, abab의 최솟값을 구하시오. (단, nn은 자연수이다.) [4점]

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108108

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해설

세 수 ana ^{n}, 24×362 ^{4} \times 3 ^{6}, bnb ^{n}이 이 순서대로 등비수열을 이루므로 (24×36)2=anbn=(ab)n( 2 ^{4} \times 3 ^{6} ) ^{2} = a ^{n} b ^{n} = ( ab ) ^{n} 28×312=(ab)n2 ^{8} \times 3 ^{12} = ( ab ) ^{n} 이때, abab의 값이 최소가 되려면 자연수 nn의 값이 최대가 되어야 한다. 그런데, 2233이 서로소이므로 nn의 값은 881212의 최대공약수인 44이다. (ab)n=(22×33)4=1084\therefore ( ab ) ^{n} = ( 2 ^{2} \times 3 ^{3} ) ^{4} = 108 ^{4} 따라서 abab의 최솟값은 108108이다.

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