センター数学IIB '10年第1問 

[1] 連立方程式
()
を満たす正の実数xyを求めよう。ただし、とする。@の両辺で2を底とする対数をとると
が成り立つ。これとAより
である。
したがって、
2次方程式
 ・・・B
の解である。Bの解はである。ただし、は解答の順序を問わない。よって、連立方程式()の解は
またはである。


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解答 対数方程式に関する基本問題です。なお、対数関数を参照してください。

@の両辺で
2を底とする対数をとると
これと、Aより、

(
) 7 () 1 () 2 ......[]
従って、解と係数の関係より、2次方程式
 ・・・B
の解になります。
Bの解は、
従って、,または、
即ち、
または
(
) 7 () 1 () 2 () 3 () 4 () 8 () 1 () 6 ......[]
注.問題文の指定より、() 4 () 3でも正解です。



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[2] の範囲で
 ・・・@
を満たすθ の値を求めよう。
一般に、すべての
xについて
である。に当てはまるものを、次ののうちから一つ選べ。
     
したがって、@が成り立つとき、となり、の範囲でのとり得る値の範囲を考えれば、またはとなる。よって、@を満たすθ またはである。
である。の値を求めよう。@より
となり、この式の左辺を2倍角の公式を用いて変形すれば
となる。ここでであるから
 ・・・A
が成り立つ。はAを満たしている。とすると、であるから
となる。ここで、より
である。


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解答 三角関数の問題ですが、問題文が錯綜しているので、読み間違いに注意しましょう。

 (加法定理を参照)
より、一般に、すべてのxについて、
が成り立ちます。
()
@が成り立つとき、
 ・・・B
の範囲でのとり得る値の範囲は、

ここで、ですが、
のいずれにおいても、となるので、

のとき、Bより、
のとき、Bより、 (です。三角関数を参照)
() 6 () 1 () 0 ......[]
() 1 () 2 ......[]
(
2倍角の公式を参照)と@より、
() 2 ......[]
さらに、2倍角の公式を用いて変形すれば、
() 4 () 8 ......[]
ここで、より、で両辺を割ることにより、
 ・・・A
がAを満たすので、A左辺はで割り切れます。割り算を実行することにより、
より、のときは、
を満たします。より、
() 4 () 2 () − () 1 () 5 () 4 ......[]

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