대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

로그 방정식을 만족시키는 세 수의 합

문제

실수 a,b,ca , b , clogab2=(loga)(logb)\displaystyle \log \frac{ab}{2} = ( \log a ) ( \log b ) logbc2=(logb)(logc)\displaystyle \log \frac{bc}{2} = ( \log b ) ( \log c ) logca=(logc)(loga)\log {ca} = ( \log c ) ( \log a ) 를 만족시킬 때, a+b+ca + b + c의 값을 구하시오. (단, a,b,ca , b , c는 모두 1010보다 크다.) [4점]

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250

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해설

loga=A\log a = A, logb=B\log b = B, logc=C\log c = C라 하고 준 식을 정리하면 A+Blog2=ABA + B - \log 2 = AB \cdots \cdotsB+Clog2=BCB + C - \log 2 = BC \cdots \cdotsC+A=CAC + A = CA \cdots \cdots ㉢ (단, A>1A > 1, B>1B > 1, C>1C > 1) ㉠-㉡에서 AC=B(AC)A - C = B ( A - C )이므로 A=CA = C (\becauseB>1B > 1) ㉢에 대입하면 2C=C22 C = C ^{2} 즉, C=2C = 2 (\becauseC>1C > 1) \thereforeA=2A = 2 ㉠에 대입하면 2+Blog2=2B2 + B - \log 2 = 2 B \thereforeB=log50B = \log 50 loga=2\log a = 2에서 a=100a = 100 logb=log50\log b = \log 50에서 b=50b = 50 logc=2\log c = 2에서 c=100c = 100 \thereforea+b+ca + b + c=250= 250 [다른 풀이] loga=A\log a = A, logb=B\log b = B, logc=C\log c = C라 하면 logab2=(loga)(logb)\displaystyle \log \frac{ab}{2} = \left( \log a \right) \left( \log b \right)에서 A+Blog2=ABA + B - \log 2 = AB, (A1)(B1)=log5\left( A - 1 \right) \left( B - 1 \right) = \log 5 \cdots \cdotslogbc2=(logb)(logc)\displaystyle \log \frac{bc}{2} = \left( \log b \right) \left( \log c \right)에서 B+Clog2=BCB + C - \log 2 = BC, (B1)(C1)=log5\left( B - 1 \right) \left( C - 1 \right) = \log 5 \cdots \cdotslog(ca)=(logc)(loga)\log \left( ca \right) = \left( \log c \right) \left( \log a \right)에서 C+A=CAC + A = CA, (C1)(A1)=1\left( C - 1 \right) \left( A - 1 \right) = 1 \cdots \cdots ㉢ ㉠, ㉡, ㉢을 변끼리 곱하면 {(A1)(B1)(C1)}2=(log5)2\left\{ \left( A - 1 \right) \left( B - 1 \right) \left( C - 1 \right) \right\} ^{2} = \left( \log 5 \right) ^{2} A>1A > 1, B>1B > 1, C>1C > 1이므로 (A1)(B1)(C1)=log5\left( A - 1 \right) \left( B - 1 \right) \left( C - 1 \right) = \log 5 \cdots \cdots ㉣ ㉣÷\div㉠을 하면 C1=1C - 1 = 1, logc=2\log c = 2 \thereforec=100c = 100÷\div㉡을 하면 A1=1A - 1 = 1, loga=2\log a = 2 \thereforea=100a = 100÷\div㉢을 하면 B1=log5B - 1 = \log 5, logb=log50\log b = \log 50 \thereforeb=50b = 50 이상에서 a+b+c=250a + b + c = 250

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