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Q2026년 6월 고3 모의평가 공통 20번공식 등록 문항 — 모더 검수를 통과한 문제로, 풀이 결과가 레이팅에 반영됩니다
실버 IV
출제자수수학도장5·새싹 V

20. 그림과 같이 111보다 큰 실수 bbb에 대하여 두 함수 f(x)=bxf(x)=b^xf(x)=bx와 g(x)=−log⁡bxg(x)=-\log_bxg(x)=−logb​x의 그래프가 제1사분면에서 만나는 점 PPP의 좌표를 (α,β)(\alpha,\beta)(α,β)라 하자.

지수함수와 로그함수의 그래프

다음은 αβ3=1\alpha\beta^3=1αβ3=1일 때, 직선 OPOPOP의 기울기 mmm에 대하여 g(m)g(m)g(m)의 값을 구하는 과정이다. (단, OOO는 원점이다.)

제1사분면에 있는 점 P(α,β)P(\alpha,\beta)P(α,β)는 두 곡선 y=f(x), y=g(x)y=f(x),\ y=g(x)y=f(x), y=g(x) 위의 점이므로, 두 양수 α,β\alpha,\betaα,β가 β=bα, β=−log⁡bα\beta=b^\alpha,\ \beta=-\log_b\alphaβ=bα, β=−logb​α를 만족시킨다.

αβ3=1\alpha\beta^3=1αβ3=1이고 α=log⁡bβ, β=−log⁡bα\alpha=\log_b\beta,\ \beta=-\log_b\alphaα=logb​β, β=−logb​α이므로 3α−β=3log⁡bβ+log⁡bα=log⁡b(αβ3)=03\alpha-\beta=3\log_b\beta+\log_b\alpha=\log_b(\alpha\beta^3)=03α−β=3logb​β+logb​α=logb​(αβ3)=0이다. 그러므로 m=βα= (가) m=\frac\beta\alpha=\boxed{\,\text{(가)}\,}m=αβ​=(가)​이다.

β4=mαβ3=m\beta^4=m\alpha\beta^3=mβ4=mαβ3=m이므로 β= (나) \beta=\boxed{\,\text{(나)}\,}β=(나)​이다.

b=α−1βb=\alpha^{-\frac1\beta}b=α−β1​이고 α=βm\alpha=\frac\beta mα=mβ​이므로 g(m)=−log⁡bm=βlog⁡mα=β−1+log⁡mβ= (다) g(m)=-\log_bm=\frac\beta{\log_m\alpha}=\frac\beta{-1+\log_m\beta}=\boxed{\,\text{(다)}\,}g(m)=−logb​m=logm​αβ​=−1+logm​ββ​=(다)​이다.

위의 (가), (나), (다)에 알맞은 수를 각각 p,q,rp,q,rp,q,r이라 할 때, (p×q×r)2(p\times q\times r)^2(p×q×r)2의 값을 구하시오. [4점]

정답률 –풀이 수 –정답 시 +7 Rating
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