1. 問題の内容
与えられた選択肢の中から、対数関数 のグラフを選ぶ問題です。また、他のグラフの条件も与えられています。
2. 解き方の手順
対数関数 のグラフの基本的な性質を理解している必要があります。
- で定義される。
- のとき である。
- が大きくなるにつれて、 も大きくなる(単調増加関数)。
- に近い に対して、 は負の無限大に近づく ( のとき )。
これらの性質を踏まえて、与えられた選択肢のグラフを一つずつ検証します。
グラフ「ア」:が大きくなるにつれて、 も大きくなる。また、が1のときである。が0に近づくとが負の無限大に近づく。したがって、これはのグラフの候補です。
グラフ「イ」:指数関数のグラフである。が大きくなると、も大きくなる。軸に漸近し、 の範囲で定義される。
グラフ「ウ」:軸に漸近し、 の範囲で定義される。が正の無限大から負の無限大まで減少するグラフである。
グラフ「エ」:負の値も含むすべてのに対して定義されている。
グラフ「オ」:が大きくなると、は小さくなる。 の範囲で定義されている。軸に漸近する。
したがって、 のグラフとして最も適切なものは、グラフ「ア」です。
また、問題文には他のグラフの条件も与えられています。
1. グラフは $y$ の値がどんどん小さくなる($y \to -\infty$)と、$y$ 軸に漸近する。→グラフ「ウ」
2. グラフは $x$ の値がどんどん大きくなる($x \to +\infty$)と、$x$ 軸に漸近する。→グラフ「オ」
3. グラフは $y$ の値がどんどん大きくなる($y \to +\infty$)と、$y$ 軸に漸近する。→グラフ「イ」
4. グラフは $x$ の値がどんどん大きくなる($x \to +\infty$)と、$y$ 軸に漸近する。→グラフ「エ」
5. グラフは $x$ の値がどんどん小さくなる($x \to -\infty$)と、$x$ 軸に漸近する。→該当グラフなし
しかし、与えられた選択肢に当てはまらないものもあるため、問題文の条件は完璧ではない可能性があります。
3. 最終的な答え
対数関数 のグラフを描いているのは、グラフ「ア」です。
したがって、