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logª 3

g(x)=logª 3x

점 (3, 0)을 E라 하자.

함수 y=g(x)의 그래프와 선분 DB, 선분 BC로 둘러싸인 부분의 넓이는 함수 y= f(x)의 그래프와 선분 AE, 선분 EB로 둘러싸인 부분의 넓이와 같다.

즉, 두 함수 y= f(x), y=g(x)의 그래프와 선분 AD, 선분 BC로 둘러싸인 부분의 넓이는 사각형 AEBD의 넓이와 같다.

따라서 ADÓ=log2`3, AEÓ=2 이므로 구하는 넓이는 2_log2`3=2 log2`3

46

두 점 A, B의 좌표를 각각 구하면 A(k, log2`k), B(k, log;4!;`k)

ABÓ=log2`k-log;4!;`k=;2#; log2`k 선분 AB의 길이를 자연수 n이라 하면

;2#; log2`k=n이므로 log2`k=;3@; n 이때 1<k<128이므로

log2`1<log2`k=;3@; n<log2`128

즉, 0<;3@; n<7이므로 n=1, 2, y, 10

따라서 조건을 만족시키는 k의 값을 kn(n=1, 2, y, 10)이라 하면 log2`M=log2`(k1_k2_y_k10)

=log2`k1+log2`k2+y+log2`k10

=;3@;_1+;3@;_2+y+;3@;_10

=;3@;(1+2+y+10)= 1103 따라서 3 log2`M=110

47

y=log5`;5{;=log5`x-log5`5=log5`x-1

이 함수의 그래프는 y=log5`x의 그래프를 y축의 방향으로 -1만큼 평행이동시킨 것이다.

A

B

C D5 1

O

U x

y

y=log° x

y=log° x-1

위의 그림과 같이 곡선 y=log5`x-1과 선분 BD로 둘러싸인 부분 의 넓이를 U라 하자.

그림에서와 같이 선분 BD를 그으면 넓이 T는 평행사변형 ABDC 에서 U를 뺀 것과 같으므로

T=2△ADC-U yy ㉠

그런데 곡선 y=log5`x와 선분 AC로 둘러싸인 부분의 넓이는 곡선 y=log5`x-1과 선분 BD로 둘러싸인 부분의 넓이와 같으므로 U 이다.

즉, S=△ADC+U yy ㉡

㉠, ㉡에서 S+T=3△ADC

삼각형 ADC는 밑변의 길이가 4, 높이가 1인 직각삼각형이므로

△ADC=;2!;_4_1=2

따라서 S+T=3△ADC=3_2=6

48

곡선 y=3x+1을 직선 y=x에 대하여 대칭이동시키면 y=log3`(x-1)

곡선 y=log3`(x-1)을 x축의 방향으로 a만큼, y축의 방향으로 b만 큼 평행이동시키면

f(x)=log3`(x-a-1)+b

곡선 y= f(x)의 점근선이 x=5이므로 a+1=5, a=4

곡선 y= f(x)가 곡선 y=3x+1의 점근선 y=1과 만나는 점의 x좌 표가 6이므로 곡선 y=f(x)는 점 (6, 1)을 지난다.

1=log3`(6-5)+b, b=1 따라서 a+b=5

5

49

지수함수 y=3

x-1

2 -4의 역함수를 구하기 위해 x와 y의 자리를 바꾸 고 정리하면

x=3y-12 -4, x+4=3y-12 양변에 밑이 3인 로그를 취하면

log3`(x+4)= y-12 , 즉 y=2 log3`(x+4)+1 따라서 구하는 역함수는 y=2 log3`(x+4)+1이므로 a=2, b=4, c=1

따라서 a+b+c=7

50

함수 y=3x-a의 역함수의 그래프가 두 점 (3, log3`b), (2b, log3`12)를 지나므로 함수 y=3x-a의 그래프는 두 점 (log3`b, 3), (log3`12, 2b)를 지난다.

즉, 3=3log£`b-a, 2b=3log£`12-a 3=b-a, 2b=12-a이므로 a=2, b=5 따라서 a+b=7

51

함수 y=log2`(x-1)의 역함수를 구하면 x=log2`(y-1)에서 y=2x+1, 즉, g(x)=2x+1 log2`(a-1)=0에서 a-1=1, a=2

b=g(2)=22+1=5

5=log2`(c-1)에서 c-1=25, c=33 d=g(33)=233+1

따라서

log(b-1)`(c-1)(d-1)=log4`(32_233)

=log2Û` (25_233)

=:£2¥: log2`2=19

19

52

ㄱ. f(1)=h(1)=a이므로 점 B의 좌표는 (1, a)이다. (참) ㄴ. 점 A는 두 함수 y= f(x), y=g(x)의 그래프의 교점이므로

점 A의 x좌표가 4일 때, log2`4=21-4+a-1 2=;8!;+a-1, a=:ª8£:

BDÓ와 CAÓ가 평행하고, BDÓ=CAÓ=a이므로 사각형 ACBD는 평행사변형이다.

따라서 사각형 ACBD의 넓이는 3_:ª8£:=:¤8»: (참) ㄷ. CAÓ : AHÓ=3 : 2에서 2 CAÓ=3AHÓ

점 A의 x좌표를 k라 하면 CAÓ=a, AHÓ=log2`k이므로 2a=3 log2`k yy ㉠

점 A는 두 함수 y= f(x), y=g(x)의 그래프의 교점이므로 log2`k=21-k+a-1 yy ㉡

㉠, ㉡에서 21-k=1-;3A;

a>0에서 점 A의 x좌표 k는 1보다 크므로 0<21-k<1

따라서 0<1-;3A;<1에서 0<a<3 (참) 따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄷ이다.

53

두 곡선 y=log;2!;`x와 y=log2`x는 x축에 대하여 대칭이므로 다음 그림에서 S=S'이다.

O 1 1

x y y=2Å x=d y=x d

S d S' S''

b c a

a

y=logª x

y=log x

/2!/

한편, 두 곡선 y=log2`x와 y=2x은 직선 y=x에 대하여 대칭이므로 그림에서 S'=S"이다.

즉, S=S"이고, S+T=S"+T

따라서 S+T는 밑변의 길이가 c, 높이가 d인 직사각형의 넓이와 같다.

O 1 1

x

y y=2Å y=x

d

S d S''

b T c a

a y=log x

/2!/

a=-3이므로 log;2!;`d=-3에서 d=8 2c=d에서 d=8이므로 c=3

따라서 S+T=cd=3_8=24

54

A R B

P

Q S

O

x

y

f(t)

g(t) 2t

t

logªt logª2t

두 점 A, B의 좌표는 (log2 t, t), (log2 2t, 2t)이므로 두 사각형의 넓이 f(t), g(t)는

f(t)=;2!;(log2 t+log2 2t)(2t-t)=;2T; log2 2t2 g(t)=;2!;(t+2t)(log2 2t-log2 t)=;2#; t

f(t)

g(t)=;3!; log2 2t2

;3!; log2 2t2=n (n은 자연수)라 하면 2t2=23n이므로 t=2

3n-1 2

1<t<100을 만족시키는 자연수 n의 값은 1, 2, 3, 4 따라서 t의 값은 2, 2;2%;, 24, 2:Á2Á:이므로 모든 t의 값의 곱은 2_2;2%;_24_2:Á2Á:=213

01

1

02

;2#;

서술형

연습

본문 53

01

함수 y=log2`k(x+1)=log2`(x+1)+log2`k의 그래프는 함수 y=log2`x의 그래프를 x축의 방향으로 -1만큼, y축의 방향으로 log2`k만큼 평행이동시킨 것이므로 함수 y=log2`k(x+1)의 그래프 는 다음 그림과 같다.

O

x

y y=logª k(x+1)

logª k

함수 y=log2`k(x+1)의 그래프가 제4사분면을 지나지 않으려면

x=0일 때, 함수값이 0 이상이어야 한다.

x=0일 때, y=log2`k이므로

log2`k¾0, 즉 k¾1

따라서 구하는 양수 k의 최솟값은 1이다.

1

채점 기준 비율

함수 y=log2

`k(x+1)의 그래프를 그린 경우 30%

함수 y=log2

`k(x+1)의 그래프가 제4사분면을 지나

지 않도록 조건을 파악한 경우

30%

조건에 맞는 부등식을 세운 경우

30%

구하는 양수 k의 최솟값을 구한 경우

10%

02

함수 f(x)=2x-m+n의 그래프와 그 역함수 y=g(x)의 그래프의 교점은 함수 f(x)=2x-m+n의 그래프와 직선 y=x의 교점과 같으 므로 함수 f(x)=2x-m+n의 그래프는 그 역함수 y=g(x)의 그래 프와 두 점 (1, 1), (2, 2)에서 만난다. 두 점의 좌표를 각각 함수 f(x)=2x-m+n에 대입하면

21-m+n=1, 22-m+n=2

두 식을 연립하여 풀면 m=1, n=0

따라서 f(x)=2x-1, g(x)=log2`x+1 ㉱ 이므로

f(n)+g(m)=f(0)+g(1)=;2!;+1=;2#;

;2#;

채점 기준 비율

함수 f(x)=2