대수지수함수와 로그함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

로그함수 평행이동

문제

그림과 같이 두 곡선 y=log2xy = \log _{2} x, y=log2(xp)+qy = \log _{2} \left( x - p \right) + q 가 점 (4,2)( 4 , 2 )에서 만난다. 두 곡선 y=log2xy = \log _{2} x, y=log2(xp)+qy = \log _{2} \left( x - p \right) + qxx축과 만나는 점을 각각 A{\mathrm{A}}, B{\mathrm{B}}라 하고, 직선 y=3y = 3과 만나는 점을 각각 C{\mathrm{C}}, D{\mathrm{D}}라 하자. CDBA=34\displaystyle \overline{{\mathrm{CD}}} - \overline{{\mathrm{BA}}} = \frac{3}{4}일 때, p+qp + q의 값은? (단, 0<p<40 < p < 4, q>0q > 0) [4점]

72\displaystyle \frac{7}{2}4\mathrm{4}92\displaystyle \frac{9}{2}5\mathrm{5}112\displaystyle \frac{11}{2}

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해설

f(x)=log2xf \left( x \right) = \log _{2} x, g(x)=log2(xp)+qg \left( x \right) = \log _{2} \left( x - p \right) + q라 하자. g(4)=2g \left( 4 \right) = 2이므로 log2(4p)+q=2\log _{2} \left( 4 - p \right) + q = 2 4p=22q4 - p = 2 ^{2 - q}, 2q=1p4\displaystyle 2 ^{- q} = 1 - \frac{p}{4} \cdots\cdots ㉠ 점 A{\mathrm{A}}의 좌표는 (1,0)( 1 , 0 ), 점 B{\mathrm{B}}의 좌표를 (x1,0)\left( x _{1} , 0 \right)이라 하면 log2(x1p)+q=0\log _{2} \left( x _{1} - p \right) + q = 0 x1=2q+p=(1p4)+p=1+34p\displaystyle x _{1} = 2 ^{- q} + p = \left( 1 - \frac{p}{4} \right) + p = 1 + \frac{3}{4} p B(1+34p,0)\displaystyle \mathrm{B} \mathit{\left( 1 + \frac{3}{4} p , 0 \right)}C\mathrm{C}의 좌표를 (x2,3)\left( x _{2} , 3 \right)이라 하면 log2x2=3\log _{2} x _{2} = 3, x2=8x _{2} = 8, C(8,3)\mathrm{C} \mathit{\left( 8 , 3 \right)}D\mathrm{D}의 좌표를 (x3,3)\left( x _{3} , 3 \right)이라 하면 log2(x3p)+q=3\log _{2} \left( x _{3} - p \right) + q = 3 x3=23q+p=8(1p4)+p=8p\displaystyle x _{3} = 2 ^{3 - q} + p = 8 \left( 1 - \frac{p}{4} \right) + p = 8 - p D(8p,3)\mathrm{D} \mathit{\left( 8 - p , 3 \right)} CDBA\displaystyle {\overline{\mathrm{CD}}} - {\overline{\mathrm{BA}}}={8(8p)}{(1+34p)1}\displaystyle = \left\{ 8 - \left( 8 - p \right) \right\} - \left\{ \left( 1 + \frac{3}{4} p \right) - 1 \right\} =p34p=p4=34\displaystyle = p - \frac{3}{4} p = \frac{p}{4} = \frac{3}{4}, p=3p = 3 ㉠에서 2q=134=14=22\displaystyle 2 ^{- q} = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4} = 2 ^{- 2}, q=2q = 2 따라서 p+q=3+2=5p + q = 3 + 2 = 5

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