대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

로그의 정수·소수부분

문제

log25\log _{2} 5의 정수 부분을 x,x , 소수 부분을 yy라고 할 때, 2x+2y2x+2y\displaystyle \frac{2 ^{x} + 2 ^{y}}{2 ^{-x} + 2 ^{-y}}의 값을 구하시오. [4점]

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해설

[출제의도] 지수와 로그의 성질과 밑변환 공식 이해하기 2=log24<log25<log28=32 = \log _{2} 4 < \log _{2} 5 < \log _{2} 8 = 3이므로 log25\log _{2} 5의 정수부분은22, 소수부분은log252\log _{2} 5 - 2이다. 2x+2y2x+2y=22+2log25222+2(log252)\displaystyle \frac{2 ^{x} + 2 ^{y}}{2 ^{-x} + 2 ^{-y}} = \frac{2 ^{2} + 2 ^{\log _{2} 5 - 2}}{2 ^{-2} + 2 ^{- ( {\log _{2} 5 - 2 )}}}=4+5414+45=5\displaystyle = \frac{4 + \frac{5}{4}}{\frac{1}{4} + {\frac{4}{5}}} = 5 <별해> 2x+2y2x+2y\displaystyle \frac{2 ^{x} + 2 ^{y}}{2 ^{-x} + 2 ^{-y}}의 분모와 분자에 2x2y2 ^{x} 2 ^{y}을 곱하면 2x2y(2x+2y)2x2y(2x+2y)=2x2y(2x+2y)2y+2x=2x2y=2x+y=2log25=5\displaystyle \begin{aligned} & \frac{2 ^{x} 2 ^{y} \left( 2 ^{x} + 2 ^{y} \right)}{2 ^{x} 2 ^{y} \left( 2 ^{- x} + 2 ^{- y} \right)} = \frac{2 ^{x} 2 ^{y} \left( 2 ^{x} + 2 ^{y} \right)}{2 ^{y} + 2 ^{x}} = & 2 ^{x} 2 ^{y} = 2 ^{x + y} = 2 ^{\log _{2} 5} = 5 \end{aligned}

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