대수지수함수와 로그함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

로그함수 넓이비

문제

상수 kk에 대하여 그림과 같이 직선 x=k(k>1)x = k \left( k > 1 \right)이 두 함수 y=log2xy = \log _{2} x, y=logax(a>2)y = \log _{a} x \left( a > 2 \right)의 그래프와 만나는 점을 각각 A\mathrm{A}, B\mathrm{B}라 하고, 점 B\mathrm{B}를 지나고 xx축에 평행한 직선이 함수 y=log2xy = \log _{2} x의 그래프와 만나는 점을 C\mathrm{C}라 하자. 함수 y=log2xy = \log _{2} x의 그래프가 xx축과 만나는 점을 D\mathrm{D}라 할 때, 삼각형 ACB\mathrm{ACB}와 삼각형 BCD\mathrm{BCD}의 넓이의 비는 3:23 : 2이다. 상수 aa의 값은? [4점]

22\displaystyle 2 \sqrt{2}4442\displaystyle 4 \sqrt{2}8882\displaystyle 8 \sqrt{2}

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해설

[출제의도] 로그함수의 그래프를 이용하여 문제 해결하기 직선 x=kx = kxx축과 만나는 점을 E\mathrm{E}라 하면 삼각형 ACB\mathrm{ACB}와 삼각형 BCD\mathrm{BCD}의 넓이의 비가 3:23 : 2이므로 12×CB×AB:12×CB×BE=3:2\displaystyle \frac{1}{2} \times {\overline{\mathrm{CB}}} \times {\overline{\mathrm{AB}}} : \frac{1}{2} \times {\overline{\mathrm{CB}}} \times {\overline{\mathrm{BE}}} = 3 : 2이다. AB:BE=3:2\displaystyle \overline{\mathrm{AB}} : \overline{\mathrm{BE}} = 3 : 2이므로 BE=25AE\displaystyle \overline{\mathrm{BE}} = \frac{2}{5} \overline{\mathrm{AE}}이다. BE=logak\displaystyle \overline{\mathrm{BE}} = \log _{a} k, AE=log2k\displaystyle \overline{\mathrm{AE}} = \log _{2} k이므로 logak=25log2k\displaystyle \log _{a} k = \frac{2}{5} \log _{2} k에서 a=252=42\displaystyle a = 2 ^{\frac{5}{2}} = 4 \sqrt{2}

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