福田の共通テスト直前演習〜2021年共通テスト数学ⅡB問題1[2]。対数の大小判定の問題。 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の共通テスト直前演習〜2021年共通テスト数学ⅡB問題1[2]。対数の大小判定の問題。

問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
[2]a,bは正の実数であり、a≠1,b≠1を満たすとする。太郎さんは\\
\log_abと\log_baの大小関係を調べることにした。\\
(1)太郎さんは次のような考察をした。\\
まず、\log_39=\boxed{\ \ ス\ \ }, \log_93=\frac{1}{\boxed{\ \ ス\ \ }}である、この場合\\
\\
\log_39 \gt \log_93\\
\\
が成り立つ。\\
一方、\log_{\frac{1}{4}}\boxed{\ \ セ\ \ }=-\frac{3}{2},\log_{\boxed{セ}}\frac{1}{4}=-\frac{2}{3}である。この場合\\
\\
\log_{\frac{1}{4}}\boxed{\ \ セ\ \ } \lt \log_{\boxed{セ}}\frac{1}{4}\\
\\
が成り立つ。\\
(2)ここで\\
log_ab=t \ldots①\\
とおく。\\
(1)の考察をもとにして、太郎さんは次の式が成り立つと推測し、\\
それが正しいことを確かめることにした。\\
\log_ba=\frac{1}{t} \ldots②\\
①により、\boxed{\ \ ソ\ \ }である。このことにより\boxed{\ \ タ\ \ }が得られ、②が\\
成り立つことが確かめられる。\\
\\
\\
\boxed{\ \ ソ\ \ }の解答群\\
⓪a^k=t ①a^t=b ②b^a=t\\
③b^t=a ④t^a=b ⑤t^b=a\\
\\
\boxed{\ \ タ\ \ }の解答群\\
⓪a=t^{\frac{1}{b}} ①a=b^{\frac{1}{t}} ②b=t^{\frac{1}{a}}\\
③b=a^{\frac{1}{t}} ④t=b^{\frac{1}{a}} ⑤t=a^{\frac{1}{b}}\\
\\
(3)次に、太郎さんは(2)の考察をもとにして\\
t \gt \frac{1}{t} \ldots③\\
を満たす実数t(t≠0)の値の範囲を求めた。\\
\\
太郎さんの考察\\
t \gt 0ならば、③の両辺にtを掛けることにより、t^2 \gt 1を得る。\\
このようなt(t \gt 0)の値の範囲は1 \lt tである。\\
t \lt 0ならば、③の両辺にtを掛けることにより、t^2 \lt 1を得る。\\
このようなt(t \lt 0)の値の範囲は-1 \lt t \lt 0である。\\
\\
この考察により、③を満たすt(t≠0)の値の範囲は\\
-1 \lt t \lt 0, 1 \lt t\\
であることが分かる。\\
ここで、aの値を一つ定めたとき、不等式\\
\log_ab \gt \log_ba \ldots④\\
を満たす実数b(b \gt 0, b≠1)の値の範囲について考える。\\
④を満たすbの値の範囲はa \gt 1のときは\boxed{\ \ チ\ \ }であり、\\
0 \lt a \lt 1のときは\boxed{\ \ ツ\ \ }である。\\
\\
\boxed{\ \ チ\ \ }の解答群\\
⓪0 \lt b \lt \frac{1}{a}, 1 \lt b \lt a   ①0 \lt b \lt \frac{1}{a}, a \lt b\\
②\frac{1}{a} \lt b \lt 1, 1 \lt b \lt a   ③\frac{1}{a} \lt b \lt 1, a \lt b\\
\\
\\
\boxed{\ \ ツ\ \ }の解答群\\
⓪0 \lt b \lt a, 1 \lt b \lt \frac{1}{a}   ①0 \lt b \lt a, \frac{1}{a} \lt b\\
②a \lt b \lt 1, 1 \lt b \lt \frac{1}{a}   ③a \lt b \lt 1, \frac{1}{a} \lt b\\
\\
\\
(4)p=\frac{12}{13}, q=\frac{12}{11}, r=\frac{14}{13}とする。\\
次の⓪~③のうち、正しいものは\boxed{\ \ テ\ \ }である。\\
\\
\boxed{\ \ テ\ \ }の解答群\\
⓪\log_pq \gt \log_qpかつ\log_pr \gt \log_rp\\
①\log_pq \gt \log_qpかつ\log_pr \lt \log_rp\\
②\log_pq \lt \log_qpかつ\log_pr \gt \log_rp\\
③\log_pq \lt \log_qpかつ\log_pr \lt \log_rp\\
\end{eqnarray}
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#指数関数と対数関数#対数関数#センター試験・共通テスト関連#共通テスト#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
[2]a,bは正の実数であり、a≠1,b≠1を満たすとする。太郎さんは\\
\log_abと\log_baの大小関係を調べることにした。\\
(1)太郎さんは次のような考察をした。\\
まず、\log_39=\boxed{\ \ ス\ \ }, \log_93=\frac{1}{\boxed{\ \ ス\ \ }}である、この場合\\
\\
\log_39 \gt \log_93\\
\\
が成り立つ。\\
一方、\log_{\frac{1}{4}}\boxed{\ \ セ\ \ }=-\frac{3}{2},\log_{\boxed{セ}}\frac{1}{4}=-\frac{2}{3}である。この場合\\
\\
\log_{\frac{1}{4}}\boxed{\ \ セ\ \ } \lt \log_{\boxed{セ}}\frac{1}{4}\\
\\
が成り立つ。\\
(2)ここで\\
log_ab=t \ldots①\\
とおく。\\
(1)の考察をもとにして、太郎さんは次の式が成り立つと推測し、\\
それが正しいことを確かめることにした。\\
\log_ba=\frac{1}{t} \ldots②\\
①により、\boxed{\ \ ソ\ \ }である。このことにより\boxed{\ \ タ\ \ }が得られ、②が\\
成り立つことが確かめられる。\\
\\
\\
\boxed{\ \ ソ\ \ }の解答群\\
⓪a^k=t ①a^t=b ②b^a=t\\
③b^t=a ④t^a=b ⑤t^b=a\\
\\
\boxed{\ \ タ\ \ }の解答群\\
⓪a=t^{\frac{1}{b}} ①a=b^{\frac{1}{t}} ②b=t^{\frac{1}{a}}\\
③b=a^{\frac{1}{t}} ④t=b^{\frac{1}{a}} ⑤t=a^{\frac{1}{b}}\\
\\
(3)次に、太郎さんは(2)の考察をもとにして\\
t \gt \frac{1}{t} \ldots③\\
を満たす実数t(t≠0)の値の範囲を求めた。\\
\\
太郎さんの考察\\
t \gt 0ならば、③の両辺にtを掛けることにより、t^2 \gt 1を得る。\\
このようなt(t \gt 0)の値の範囲は1 \lt tである。\\
t \lt 0ならば、③の両辺にtを掛けることにより、t^2 \lt 1を得る。\\
このようなt(t \lt 0)の値の範囲は-1 \lt t \lt 0である。\\
\\
この考察により、③を満たすt(t≠0)の値の範囲は\\
-1 \lt t \lt 0, 1 \lt t\\
であることが分かる。\\
ここで、aの値を一つ定めたとき、不等式\\
\log_ab \gt \log_ba \ldots④\\
を満たす実数b(b \gt 0, b≠1)の値の範囲について考える。\\
④を満たすbの値の範囲はa \gt 1のときは\boxed{\ \ チ\ \ }であり、\\
0 \lt a \lt 1のときは\boxed{\ \ ツ\ \ }である。\\
\\
\boxed{\ \ チ\ \ }の解答群\\
⓪0 \lt b \lt \frac{1}{a}, 1 \lt b \lt a   ①0 \lt b \lt \frac{1}{a}, a \lt b\\
②\frac{1}{a} \lt b \lt 1, 1 \lt b \lt a   ③\frac{1}{a} \lt b \lt 1, a \lt b\\
\\
\\
\boxed{\ \ ツ\ \ }の解答群\\
⓪0 \lt b \lt a, 1 \lt b \lt \frac{1}{a}   ①0 \lt b \lt a, \frac{1}{a} \lt b\\
②a \lt b \lt 1, 1 \lt b \lt \frac{1}{a}   ③a \lt b \lt 1, \frac{1}{a} \lt b\\
\\
\\
(4)p=\frac{12}{13}, q=\frac{12}{11}, r=\frac{14}{13}とする。\\
次の⓪~③のうち、正しいものは\boxed{\ \ テ\ \ }である。\\
\\
\boxed{\ \ テ\ \ }の解答群\\
⓪\log_pq \gt \log_qpかつ\log_pr \gt \log_rp\\
①\log_pq \gt \log_qpかつ\log_pr \lt \log_rp\\
②\log_pq \lt \log_qpかつ\log_pr \gt \log_rp\\
③\log_pq \lt \log_qpかつ\log_pr \lt \log_rp\\
\end{eqnarray}
投稿日:2022.01.20

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{\Large\boxed{1}} (5)\ A=4^{(4^4)},\ B=(4^4)^4 のとき、\log_2(\log_2A)-\log_2(\log_2B)の値を\\
整数で表すと\ \boxed{\ \ カ\ \ }\ である。
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問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\large第1問}\\
[1](1)次の問題Aについて考えよう。\\
\boxed{\boxed{問題A} 関数y=\sin\theta+\sqrt3\cos\theta\left(0 \leqq \theta \leqq \frac{\pi}{2}\right)の最大値を求めよ。}\\
\\
\sin\frac{\pi}{\boxed{\ \ ア\ \ }}=\frac{\sqrt3}{2}, \cos\frac{\pi}{\boxed{\ \ ア\ \ }}=\frac{1}{2}\\
であるから、三角関数の合成により\\
\\
y=\boxed{\ \ イ\ \ }\sin\left(\theta+\frac{\pi}{\boxed{\ \ ア\ \ }}\right)\\
\\
と変形できる。よって、yは\theta=\frac{\pi}{\boxed{\ \ ウ\ \ }}で最大値\ \boxed{\ \ エ\ \ }\ をとる。\\
\\
(2)pを定数とし、次の問題Bについて考えよう。\\
\boxed{\boxed{問題B} 関数y=\sin\theta+p\cos\theta\left(0 \leqq \theta \leqq \frac{\pi}{2}\right)の最大値を求めよ。}\\
\\
(\textrm{i}) p=0のとき、yは\theta=\frac{\pi}{\boxed{\ \ オ\ \ }}で最大値\ \boxed{\ \ カ\ \ }\ をとる。\\
(\textrm{ii}) p \gt 0のときは、加法定理\\
\cos(\theta-\alpha)=\cos\theta\cos\alpha+\sin\theta\sin\alpha\\
を用いると\\
y=\sin\theta+p\cos\theta=\sqrt{\boxed{\boxed{\ \ キ\ \ }}}\cos(\theta-\alpha)\\
と表すことができる。ただし、\alphaは\\
\sin\alpha=\frac{\boxed{\boxed{\ \ ク\ \ }}}{\sqrt{\boxed{\boxed{\ \ キ\ \ }}}}、\cos\alpha=\frac{\boxed{\boxed{\ \ ケ\ \ }}}{\sqrt{\boxed{\boxed{\ \ キ\ \ }}}}、0 \lt \alpha \lt \frac{\pi}{2}\\
を満たすものとする。このとき、yは\theta=\boxed{\boxed{\ \ コ\ \ }}で最大値\\
\sqrt{\boxed{\boxed{\ \ サ\ \ }}}をとる。\\
\\
(\textrm{iii}) p \lt 0のとき、yは\theta=\boxed{\boxed{\ \ シ\ \ }}で最大値\boxed{\boxed{\ \ ス\ \ }}をとる。\\
\\
\boxed{\boxed{\ \ キ\ \ }}~\boxed{\boxed{\ \ ケ\ \ }}、\boxed{\boxed{\ \ サ\ \ }}、\boxed{\boxed{\ \ ス\ \ }}の解答群(同じものを繰り返\\
し選んでもよい。)\\
⓪-1 ①1 ②-p \\
③p ④1-p ⑤1+p \\
⑥-p^2 ⑦p^2 ⑧1-p^2 \\
⑨1+p^2 ⓐ(1-p)^2 ⓑ(1+p)^2 \\
\\
\\
\boxed{\boxed{\ \ コ\ \ }}、\boxed{\boxed{\ \ シ\ \ }}の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)\\
⓪0 ①\alpha ②\frac{\pi}{2} \\
\\
\\
[2]二つの関数f(x)=\frac{2^x+2^{-x}}{2}、g(x)=\frac{2^x-2^{-x}}{2}\ について考える。\\
\\
(1)f(0)=\boxed{\ \ セ\ \ }、g(0)=\boxed{\ \ ソ\ \ }である。また、f(x)は相加平均\\
と相乗平均の関係から、x=\boxed{\ \ タ\ \ }で最小値\ \boxed{\ \ チ\ \ }\ をとる。\\
g(x)=-2\ となるxの値は\log_2\left(\sqrt{\boxed{\ \ ツ\ \ }}-\boxed{\ \ テ\ \ }\right)である。\\
\\
(3)次の①~④は、xにどのような値を代入しても常に成り立つ。\\
f(-x)=\boxed{\boxed{\ \ ト\ \ }} \cdots①\\
g(-x)=\boxed{\boxed{\ \ ナ\ \ }} \cdots②\\
\left\{f(x)\right\}^2-\left\{g(x)\right\}^2=\boxed{\ \ ニ\ \ } \cdots③\\
g(2x)=\boxed{\ \ ヌ\ \ }\ f(x)g(x) \cdots④\\
\\
\boxed{\boxed{\ \ ト\ \ }}、\boxed{\boxed{\ \ ナ\ \ }}の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)\\
⓪f(x) ①-f(x) ②g(x) ③-g(x) \\
\\
\\
(3)花子さんと太郎さんは、f(x)とg(x)の性質について話している。\\
\\
花子:①~④は三角関数の性質に似ているね。\\
太郎:三角関数の加法定理に類似した式(\textrm{A})~(\textrm{D})を考えてみたけど、\\
常に成り立つ式はあるだろうか。\\
花子:成り立たない式を見つけるために、式(\textrm{A})~(\textrm{D})の\betaに何か具体\\
的な値を代入して調べてみたらどうかな。\\
\\
太郎さんが考えた式\\
f(\alpha-\beta)=f(\alpha)g(\beta)+g(\alpha)f(\beta) \cdots(\textrm{A})\\
f(\alpha+\beta)=f(\alpha)f(\beta)+g(\alpha)g(\beta) \cdots(\textrm{B})\\
g(\alpha-\beta)=f(\alpha)f(\beta)+g(\alpha)g(\beta) \cdots(\textrm{C})\\
g(\alpha+\beta)=f(\alpha)g(\beta)-g(\alpha)f(\beta) \cdots(\textrm{D})\\
\\
\\
(1),(2)で示されたことのいくつかを利用すると、式(\textrm{A})~(\textrm{D})のうち、\\
\boxed{\boxed{\ \ ネ\ \ }}以外の三つは成り立たないことが分かる。\boxed{\boxed{\ \ ネ\ \ }}は左辺と右辺\\
をそれぞれ計算することによって成り立つことが確かめられる。\\
\\
\boxed{\boxed{\ \ ネ\ \ }}の解答群\\
⓪(\textrm{A}) ①(\textrm{B}) ②(\textrm{C}) ③(\textrm{D}) 
\end{eqnarray}
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名古屋大学 どっちがでかい?文理の差は?

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単元: #数Ⅱ#指数関数と対数関数#対数関数#数学(高校生)
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