与えられた対数関数の逆関数である指数関数を求める問題です。具体的には、以下の4つの関数について逆関数を求めます。 1. $y = \log_3 x$

代数学逆関数対数関数指数関数関数の変換
2025/7/2

1. 問題の内容

与えられた対数関数の逆関数である指数関数を求める問題です。具体的には、以下の4つの関数について逆関数を求めます。

1. $y = \log_3 x$

2. $y = \log_2 x + 1$

3. $y = \log_3(2x + 1)$

4. $y = 2 \log_3 x - 2$

2. 解き方の手順

逆関数を求める一般的な手順は以下の通りです。

1. $x$ と $y$ を入れ替える。

2. $y$ について解く。

それぞれの関数について、手順に従って逆関数を求めます。

1. $y = \log_3 x$

xxyy を入れ替えると、x=log3yx = \log_3 y となります。
yy について解くと、y=3xy = 3^x となります。

2. $y = \log_2 x + 1$

xxyy を入れ替えると、x=log2y+1x = \log_2 y + 1 となります。
yy について解きます。まず、1を左辺に移項して、x1=log2yx - 1 = \log_2 y となります。
次に、yy について解くと、y=2x1y = 2^{x-1} となります。

3. $y = \log_3(2x + 1)$

xxyy を入れ替えると、x=log3(2y+1)x = \log_3(2y + 1) となります。
yy について解きます。まず、指数形式に変換して、3x=2y+13^x = 2y + 1 となります。
次に、2y=3x12y = 3^x - 1 となり、y=3x12y = \frac{3^x - 1}{2} となります。

4. $y = 2 \log_3 x - 2$

xxyy を入れ替えると、x=2log3y2x = 2 \log_3 y - 2 となります。
yy について解きます。まず、-2を左辺に移項して、x+2=2log3yx + 2 = 2 \log_3 y となります。
次に、両辺を2で割って、x+22=log3y\frac{x + 2}{2} = \log_3 y となります。
最後に、yy について解くと、y=3x+22y = 3^{\frac{x+2}{2}} となります。

3. 最終的な答え

1. $y = 3^x$

2. $y = 2^{x-1}$

3. $y = \frac{3^x - 1}{2}$

4. $y = 3^{\frac{x+2}{2}}$

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