대수지수함수와 로그함수수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

지수방정식 실근 조건

문제

방정식 4x+4x+a(2x2x)+7=04 ^{x} + 4 ^{- x} + a \left( 2 ^{x} - 2 ^{- x} \right) + 7 = 0 이 실근을 갖기 위한 양수 aa의 최솟값을 mm이라 할 때, m2m ^{2}의 값을 구하시오. [4점]

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해설

2x2x=t2 ^{x} - 2 ^{-x} = t라 하면 (xx가 실수일 때, tt도 범위의 제한이 없는 실수이다.) 4x+4x=t2+24 ^{x} + 4 ^{-x} = t ^{2} + 2이다. 주어진 지수방정식이 실근을 갖으려면 t2+at+9=0t ^{2} + at + 9 = 0의 근도 실근이어야 한다. 따라서 D=a2360D = a ^{2} - 36 \geq 0 양수 aa의 범위는 a6a \geq 6, 최솟값은 m=6m = 6 m2=36\therefore m ^{2} = 36

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