대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

로그 연립방정식

문제

연립방정식

{\displaystyle \begin{cases} \begin{matrix} \\ \\ \\ \end{matrix} \end{cases}logxy=log38\log _{x} y = \log _{3} 8
4(log2x)(log3y)=34 \left( \log _{2} x \right) \left( \log _{3} y \right) = 3

의 해를 x=αx = \alpha, y=βy = \beta라 할 때, αβ\alpha \beta의 값은? (단, α>1\alpha > 1이다.) [3점] 4425\displaystyle 2 \sqrt{5}26\displaystyle 2 \sqrt{6}27\displaystyle 2 \sqrt{7}42\displaystyle 4 \sqrt{2}

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해설

log2x=X\log _{2} x = X, log3y=Y\log _{3} y = Y라 하면 logxy=log38\log _{x} y = \log _{3} 8에서 log3ylog3x=3log32\displaystyle \frac{\log _{3} y}{\log _{3} x} = 3 \log _{3} 2 log3y\log _{3} y=3log32log3x= 3 \log _{3} 2 \cdot \log _{3} x =3log32log2xlog23\displaystyle = 3 \log _{3} 2 \cdot \frac{\log _{2} x}{\log _{2} 3} =3(log32)2log2x= 3 \left( \log _{3} 2 \right) ^{2} \cdot {\log _{2} x} ⋯⋯ ㉠ ㉠을 4(log2x)(log3y)=34 \left( \log _{2} x \right) \left( \log _{3} y \right) = 3에 대입하면 4(log2x){3(log32)2log2x}4 \left( \log _{2} x \right) \left\{ 3 \left( \log _{3} 2 \right) ^{2} \cdot {\log _{2} x} \right\}=3= 3 (log2x)2=14(log32)2=(log234)2\displaystyle \left( \log _{2} x \right) ^{2} = \frac{1}{4 \left( \log _{3} 2 \right) ^{2}} = \left( \frac{\log _{2} 3}{4} \right) ^{2} 위의 방정식의 해 α>1\alpha > 1이므로 log2α>0\log _{2} \alpha > 0이다. ∴ log2x=log232\displaystyle \log _{2} x = \frac{\log _{2} 3}{2}=log23\displaystyle = \log _{2} \sqrt{3} 따라서 x=3\displaystyle x = \sqrt{3}, 즉 α=3\displaystyle \alpha = \sqrt{3}이다. x=3\displaystyle x = \sqrt{3}을 ㉠에 대입하면 log3y\log _{3} y=3(log32)2log23\displaystyle = 3 \left( \log _{3} 2 \right) ^{2} \cdot {\log _{2} \sqrt{3}} =32log32\displaystyle = \frac{3}{2} \log _{3} 2=log322\displaystyle = \log _{3} 2 \sqrt{2} 따라서 y=22\displaystyle y = 2 \sqrt{2}, 즉 β=22\displaystyle \beta = 2 \sqrt{2}이다. ∴ αβ\alpha \beta=3×22\displaystyle = \sqrt{3} \times 2 \sqrt{2}=26\displaystyle = 2 \sqrt{6}

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