質問<384>
「「指数・対数関数」」
日付 2000/12/30
質問者 かず


(1)
方程式\(X^{x}\)+y=\(Y^{3}\) -①、\(Y^{x}\)+y=\(X^{3}\) -②を同時に満たすX、Yの値を、
それぞれ求めよ。ただし、X>0、Y>0、X≒0、Y≒0
という問題で、与えられた方程式の各辺に常用対数をとって
計算していくと、
X>0、Y>0であるから、log10のXーlog10のY=0 ∴X=Y
という部分が出で来るのですが、ココの部分の理由が良くわかりません。

(2)
\(X^{3}\)-\(X^{2}\)-8X+8≦0 →(X-1)(\(X^{2}\)-8)≦0と因数分解する時の、
考え方を教えて下さい。

(3)
α+β+λ=βλ+λα+αβ →(α-1)(β-1)(λ-1)=0
の考え方も教えて下さい。

よろしくお願いします!!

お返事(武田)
日付 2000/12/30
回答者 武田


問1
{xx+y=y3 ……①
{yx+y=x3 ……②
①②の両辺に、log10をつけると、
(x+y)・log10x=3・log10
(x+y)・log10y=3・log10
上から下を引くと、
(x+y)(log10x-log10y)=3(log10y-log10x)
(x+y+3)(log10x-log10y)=0
x>0,y>0より、
x+y+3>0だから、log10x-log10y=0
log10x=log10
両辺からlog10をとると、
∴x=y
①に代入して、
2x=x3
指数を見比べて、
2x=3
   3
∴x=─ ……(答)
   2

問2
3 -x2 -8x+8≦0
2 (x-1)-8(x-1)≦0
(x-1)(x2 -8)≦0
(x-1)(x-2\(\sqrt{\quad}\)2)(x+2\(\sqrt{\quad}\)2)≦0

     |…|-2\(\sqrt{\quad}\)2|…|1|…|2\(\sqrt{\quad}\)2|…
─────┼─┼────┼─┼─┼─┼───┼─
x-1  |-|  - |-|0|+| + |+
─────┼─┼────┼─┼─┼─┼───┼─
x-2\(\sqrt{\quad}\)2|-|  - |-|-|-| 0 |+
─────┼─┼────┼─┼─┼─┼───┼─
x+2\(\sqrt{\quad}\)2|-|  0 |+|+|+| + |+
─────┼─┼────┼─┼─┼─┼───┼─
     |-|  0 |+|0|-| 0 |+
したがって、ゼロまたは負になるxの範囲は
x≦-2\(\sqrt{\quad}\)2または1≦x≦2\(\sqrt{\quad}\)2 ……(答)

問3
(α-1)(β-1)(λ-1)=0を展開すると、
αβλ-λα-βλ+λ-αβ+α+β-1=0
αβλ-λα-βλ-αβ+λ+α+β-1=0
条件のα+β+λ=βλ+λα+αβより、
αβλ-λα-βλ-αβ+βλ+λα+αβ-1=0
αβλ-1=0
∴αβλ=1←これが与式が成り立つための条件となる。……(答)