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

지수곡선 선분 비

문제

그림과 같이 두 곡선 y=2xy = 2 ^{x}y=axy = a ^{x}(a>2a > 2)에 대하여 yy축 위의 점 C\mathrm{C}를 지나고 xx축과 평행한 직선이 두 곡선과 만나는 점을 각각 A\mathrm{A}, B\mathrm{B}라 하자. 자연수 nn에 대하여 CB:BA=1:n\displaystyle \mathrm{\overline{CB}} : \mathrm{\overline{BA}} = 1 : \mathit{n}을 만족시키는 aa의 값을 f(n)f ( n )이라 할 때, f(1)×f(2)×f(3)××f(10)=2mf ( 1 ) \times f ( 2 ) \times f ( 3 ) \times \cdots \times f ( 10 ) = 2 ^{m}이다. mm의 값은? (단, 점 C\mathrm{C}yy좌표는 11보다 크다.) [4점]

y=axy = a ^{x} y=2xy = 2 ^{x}

65656767696971717373

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해설

[출제의도] 지수함수를 활용하여 문제해결하기 점 C\mathrm{C}의 좌표를 (0,t)\left( 0 , t \right)로 놓으면 점 $$A\mathrm{A}의 좌표는 (log2t,t)\left( \log _{2} t , t \right)이고, 점 $$B\mathrm{B}의 좌표는 (logat,t)\left( \log _{a} t , t \right)이다. CB:BA=1:n\displaystyle \mathrm{\overline{CB}} : \mathrm{\overline{BA}} = 1 : \mathit{n}이므로 BA=n×CB\displaystyle \mathrm{\overline{BA}} = \mathit{n} \times \mathrm{\overline{CB}} log2tlogat=n×logat\log _{2} t - \log _{a} t = n \times \log _{a} t (n+1)logat=log2t\left( n + 1 \right) \log _{a} t = \log _{2} t n+1=log2tlogat=logtlog2×logalogt=log2a\displaystyle n + 1 = \frac{\log _{2} t}{\log _{a} t} = \frac{\log t}{\log 2} \times \frac{\log a}{\log t} = \log _{2} a 그러므로 a=f(n)=2n+1a = f ( n ) = 2 ^{n + 1} \therefore f(1)×f(2)×f(3)××f(10)f ( 1 ) \times f ( 2 ) \times f ( 3 ) \times \cdots \times f ( 10 ) =22+3+4++11= 2 ^{2 + 3 + 4 + \cdots + 11}=210×(2+11)2=265\displaystyle = 2 ^{\frac{10 \times ( 2 + 11 )}{2}} = 2 ^{65} 따라서 m=65m = 65

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