대수지수함수와 로그함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

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문제

함수 f(x)=log4xf ( x ) = \log _{4} x일 때, <보기>에서 옳은 것을 모두 고른 것은? [4점]

<보기>
ㄱ. 양수 xx에 대하여 f(x4)=f(x)+1\displaystyle f \left( \frac{x}{4} \right) = f ( x ) + 1이다. ㄴ. 수열{f(2n)\left\{ f ( 2 ^{n} ) \right.은 등차수열이다. ㄷ. x>1x > 1일 때, f(f(x))>0f ( f ( x ) ) > 0이다.

ㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ㄱ. 양수 xx에 대하여 f(x4)=log4x4\displaystyle f ( \frac{x}{4} ) = \log _{4} \frac{x}{4}=log4xlog44= \log _{4} x - \log _{4} 4=log4x1= \log _{4} x - 1=f(x)1= f ( x ) - 1 (거짓) ㄴ. f(2n)=log42n=n2log22\displaystyle f ( 2 ^{n} ) = \log _{4} 2 ^{n} = \frac{n}{2} \log _{2} 2 =n2\displaystyle = \frac{n}{2} 따라서 수열 f(2n)f ( 2 ^{n} )은 첫째항이 12\displaystyle \frac{1}{2}이고, 공차가 12\displaystyle \frac{1}{2}인 등차수열이다. (참) ㄷ. (반례) x=2x = 2일 떄, f(f(2))=f(log42)=f(12)\displaystyle f ( f ( 2 ) ) = f ( \log _{4} 2 ) = f ( \frac{1}{2} )=log412\displaystyle = \log _{4} \frac{1}{2}=12\displaystyle = - \frac{1}{2}<0< 0 (거짓) 따라서 보기에서 옳은 것은 ㄴ이다.

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