■ 問題
方程式logx=axの実数解の個数を求めよ。
解答解説はこのページ下です。
■ 解答解説
y=logxとy=axの2つのグラフを使って求めることもできますが、ここでは与式を変形して解いてみます。
真数条件よりx>0だから、両辺をxで割ると
(logx)/x=a
f(x)=(logx)/xとすると、
f'(x)={(logx)'・x−(logx)・x'}/x2
={(1/x)x−logx}/x2
=(1−logx)/x2
lim[x→0]=−∞,lim[x→∞]=0だから、f(x)はy軸に近づくと限りなく小さくなり、xの値が増えれば増えるほどx軸に近づきます。
また、1−loge=1−1=0だから、f'(e)=0で、
f(e)=(loge)/e=1/eです。
これらの情報をもとに増減表を描くと、
x|0|…| e |…|
f'(x)|/|+| 0 |−|
f(x)|/|↗|1/e|↘|
これとy=aとの交点の個数が、与式の実数解の個数だから、
0<a<1/eのとき、2個
a=1/e,a≦0のとき、1個
a>1/eのとき、0個
◆関連項目
微分積分(数学3)まとめ
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ラベル:数学