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

로그 절댓값과 지수 곡선 교점

문제

좌표평면에서 두 곡선 y=log2xy = \left| \log _{2} x \right|y=(12)x\displaystyle y = \left( \frac{1}{2} \right) ^{x}이 만나는 두 점을 P(x1,y1),Q(x2,y2)(x1<x2)P \left( x _{1} , y _{1} \right) , Q \left( x _{2 ,} y _{2} \right) \left( x _{1} < x _{2} \right) 라 하고, 두 곡선 y=log2xy = \left| \log _{2} x \right|y=2xy = 2 ^{x}이 만나는 점을 R(x3,y3)R \left( x _{3 ,} y _{3} \right)이라 하자. 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [4점]

[보 기] ㄱ. 12<x1<1\displaystyle \frac{1}{2} < x _{1} < 1 ㄴ. x2y2x3y3=0x _{2} y _{2} - x _{3} y _{3} = 0 ㄷ. x2(x11)>y1(y21)x _{2} \left( x _{1} - 1 \right) > y _{1} \left( y _{2} - 1 \right)

ㄱ, ㄴㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ㄱ. y=log2xy = - \log _{2} x의 그래프 위의 점 (12,1)\displaystyle \left( \frac{1}{2} , 1 \right)P(x1,y1)P \left( x _{1} , y _{1} \right)의 위치를 비교하면 y1<1y _{1} < 1이므로 12<x1<1\displaystyle \frac{1}{2} < x _{1} < 1 ∴ 참 ㄴ. y=2xy = 2 ^{x}의 역함수는 y=log2xy = \log _{2} x이고, y=log2xy = - \log _{2} x의 역함수는 y=(12)2\displaystyle y = \left( \frac{1}{2} \right) ^{2}이므로 y=2xy = 2 ^{x}y=log2xy = - \log _{2} x의 교점 R(x3,y3)R \left( x _{3} , y _{3} \right)y=log2xy = \log _{2} xy=(12)x\displaystyle y = \left( \frac{1}{2} \right) ^{x}의 교점 Q(x2,y2)Q \left( x _{2} , y _{2} \right)는 직선 y=xy = x에 대해 대칭이다. x3=y2,x2=y3()\therefore x _{3} = y _{2} , x _{2} = y _{3} \cdots \cdots \left( * \right) x2y2x3y3=0\therefore x _{2} y _{2} - x _{3} y _{3} = 0 ∴ 참 ㄷ. 점 (1,0)\left( 1 , 0 \right)SS라 하면 (RS\displaystyle \overline{RS}의 기울기) < (PS\displaystyle \overline{PS}의 기울기) 이므로 y3x31<y1x11\displaystyle \frac{y _{3}}{x _{3} - 1} < \frac{y _{1}}{x _{1} - 1}이고, 여기에 위의 ()\left( * \right)을 대입하면 x2y21<y1x11\displaystyle \frac{x _{2}}{y _{2} - 1} < \frac{y _{1}}{x _{1} - 1}이 성립하므로 x2(x11)<y1(y21)(x11<0,y21<0)x _{2} \left( x _{1} - 1 \right) < y _{1} \left( y _{2} - 1 \right) \left( \because x _{1} - 1 < 0 , y _{2} - 1 < 0 \right) ∴거짓 따라서, 옳은 것은 ㄱ,ㄴ이다.

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