대수지수함수와 로그함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

지수·로그 등변사다리꼴

문제

그림과 같이 함수 y=log2xy = \log _{2} x의 그래프와 직선 y=mxy = {m} x의 두 교점을 A,B\mathrm{A} , B라 하고, 함수 y=2xy = {2} ^{x}의 그래프와 직선 y=nxy = {n} x의 두 교점을 C,D\mathrm{C} , D라 하자. 사각형 ABDC\mathrm{ABDC}는 등변사다리꼴이고 삼각형 OBD\mathrm{OBD}의 넓이는 삼각형 OAC\mathrm{OAC}의 넓이의 44배일 때, m+nm + n의 값은? (단, O\mathrm{O}는 원점) [3점]

2252\displaystyle \frac{5}{2}33103\displaystyle \frac{10}{3}44

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해설

A(α,mα),B(β,mβ){\mathrm{A}} ( \alpha , m \alpha ) , {\mathrm{B}} ( \beta , m \beta )라 하자. (단, α0\alpha \ne 0) OBD:OAC=4:1\mathrm{\triangle} OBD : \triangle OAC = 4 : 1이므로 OB:OA=2:1\displaystyle \mathrm{\overline{OB}} : \overline{OA} = 2 : 1. 즉, β=2α\beta = 2 \alpha mα=log2αm \alpha = \log _{2} \alpha이고 2mα=log22α2 m \alpha = \log _{2} 2 \alpha이므로 2log2α=log22α2 \log _{2} \alpha = \log _{2} 2 \alpha, α2=2α\alpha ^{2} = 2 \alpha α0\alpha \ne 0이므로 α=2,β=4\therefore \alpha = 2 , \beta = 4 사각형 ABDC\mathrm{ABDC}는 등변사다리꼴이므로, y=mxy = m xy=nxy = n x의 역함수이다. 따라서 C(2m,2),D(4m,4){\mathrm{C}} ( 2 m , 2 ) , {\mathrm{D}} ( 4 m , 4 )이므로 22m=22 ^{2 m} = 2에서 m=12\displaystyle m = \frac{1}{2} , n=2n = 2 \therefore m+n=52\displaystyle m + n = \frac{5}{2}

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