曲線 $y = \log x$ の接線で、点 $A(0, -2)$ を通るものを求める問題です。接点の座標は $(a, \log a)$ とします。

解析学対数関数微分接線微分法
2025/7/20

1. 問題の内容

曲線 y=logxy = \log x の接線で、点 A(0,2)A(0, -2) を通るものを求める問題です。接点の座標は (a,loga)(a, \log a) とします。

2. 解き方の手順

(1) y=logxy = \log x を微分すると、
y=1xy' = \frac{1}{x}
となります。
(2) 点 (a,loga)(a, \log a) における接線の傾きは、
f(a)=1af'(a) = \frac{1}{a}
となります。
(3) 点 (a,loga)(a, \log a) における接線の方程式は、
yloga=1a(xa)y - \log a = \frac{1}{a} (x - a)
となります。
(4) 上記の式を整理すると、
y=1ax1+logay = \frac{1}{a} x - 1 + \log a
となります。
(5) この接線が点 A(0,2)A(0, -2) を通るので、
2=1a01+loga-2 = \frac{1}{a} \cdot 0 - 1 + \log a
すなわち、
2=1+loga-2 = -1 + \log a
となります。
(6) 上記の式を整理すると、
loga=1\log a = -1
となります。
(7) これより、aa
a=e1=1ea = e^{-1} = \frac{1}{e}
となります。
(8) よって、接線の方程式は、
y=11ex1+log1ey = \frac{1}{\frac{1}{e}} x - 1 + \log \frac{1}{e}
y=ex11y = ex - 1 - 1
y=ex2y = ex - 2
となります。

3. 最終的な答え

y=ex2y = ex - 2

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