대수지수함수와 로그함수AI심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

지수함수 성질과 곱셈공식으로 값 구하기

문제

함수 f(x)=3xf ( x ) = 3 ^{x} 에 대하여 두 실수 α\alpha, β\betaf(α)+f(β)=12f ( \alpha ) + f ( \beta ) = 12, f(α+β)=27f ( \alpha + \beta ) = 27 을 만족시킬 때, f(2αβ)+f(2βα)f ( 2 \alpha - \beta ) + f ( 2 \beta - \alpha )의 값을 구하시오. [4점]

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28

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해설

3α=u3 ^{\alpha} = u, 3β=v3 ^{\beta} = v라 하면 u>0u > 0, v>0v > 0이고 f(α)+f(β)=u+v=12f ( \alpha ) + f ( \beta ) = u + v = 12 f(α+β)=3α3β=uv=27f ( \alpha + \beta ) = 3 ^{\alpha} \cdot 3 ^{\beta} = uv = 27 f(2αβ)+f(2βα)=32α3β+32β3α=u2v+v2u=u3+v3uv\displaystyle f ( 2 \alpha - \beta ) + f ( 2 \beta - \alpha ) = \frac{3 ^{2 \alpha}}{3 ^{\beta}} + \frac{3 ^{2 \beta}}{3 ^{\alpha}} = \frac{u ^{2}}{v} + \frac{v ^{2}}{u} = \frac{u ^{3} + v ^{3}}{uv} u3+v3=(u+v)33uv(u+v)=12332712=1728972=756u ^{3} + v ^{3} = ( u + v ) ^{3} - 3 uv ( u + v ) = 12 ^{3} - 3 \cdot 27 \cdot 12 = 1728 - 972 = 756 따라서 구하는 값은 75627=28\displaystyle \frac{756}{27} = 28이다.

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